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.. _1.1.4_js:

1.1.4 Pantalla de 7 segmentos
====================================

Introducción
----------------

Vamos a intentar controlar una pantalla de 7 segmentos para mostrar cifras del 0 al 9 y de la A a la F.

Componentes Necesarios
--------------------------------

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes. 

.. image:: img/list_7_segment.png

Es definitivamente conveniente comprar un kit completo, aquí está el enlace: 

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - Nombre	
        - ELEMENTOS EN ESTE KIT
        - ENLACE
    *   - Kit Raphael
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - INTRODUCCIÓN DEL COMPONENTE
        - ENLACE DE COMPRA

    *   - :ref:`cpn_gpio_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_resistor`
        - |link_resistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_7_segment`
        - |link_7segment_buy|
    *   - :ref:`cpn_74hc595`
        - |link_74hc595_buy|

Diagrama Esquemático
------------------------

Conecta el pin ST_CP del 74HC595 al GPIO18 de la Raspberry Pi, SH_CP al GPIO27, DS al GPIO17, 
y los puertos de salida paralelos a los 8 segmentos de la pantalla LED de segmentos. Introduce 
datos en el pin DS al registro de desplazamiento cuando SH_CP (la entrada del reloj del registro 
de desplazamiento) esté en el flanco ascendente, y al registro de memoria cuando ST_CP (la entrada 
del reloj de la memoria) esté en el flanco ascendente. Luego puedes controlar los estados de 
SH_CP y ST_CP a través de los GPIO de la Raspberry Pi para transformar la entrada de datos serial 
en salida de datos paralela, ahorrando así GPIOs de la Raspberry Pi y controlando la pantalla.

.. image:: img/schematic_7_segment.png

Procedimientos Experimentales
--------------------------------

**Paso 1:** Construye el circuito.

.. image:: img/image73.png

**Paso 2:** Ve a la carpeta del código.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/nodejs/

**Paso 3:** Ejecuta el código.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block::

    sudo node 7-segment_display.js

Después de ejecutar el código, verás la pantalla de 7 segmentos mostrar del 0 al 9 y de la A a la F.


**Código**

.. code-block:: js

    const Gpio = require('pigpio').Gpio;

    const segCode = [0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71];

    const SDI = new Gpio(17, { mode: Gpio.OUTPUT });
    const RCLK = new Gpio(18, { mode: Gpio.OUTPUT });
    const SRCLK = new Gpio(27, { mode: Gpio.OUTPUT });

    function hc595_shift(dat) {
        for (let j = 0; j < 8; j++) {
            let code = 0x80 & (dat << j);
            if (code != 0) {
                code = 1;
            }
            SDI.digitalWrite(code);
            SRCLK.trigger(1,1);
        }
        RCLK.trigger(1,1);
    }

    let index = -1;
    setInterval(() => {
        index = (index+1)%16;
        hc595_shift(segCode[index]);
    }, 1000);


**Explicación del Código**

.. code-block:: js

    const segCode = [0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71];

Define un array de códigos de segmentos hexadecimales (cátodo común) de 0 a F.   

.. code-block:: js

    const SDI = new Gpio(17, { mode: Gpio.OUTPUT });
    const RCLK = new Gpio(18, { mode: Gpio.OUTPUT });
    const SRCLK = new Gpio(27, { mode: Gpio.OUTPUT });

Inicializa los pines 17, 18 y 27 en modo de salida, y asígnalos a ``SDI``, ``RCLK`` y ``SRCLK`` respectivamente.

.. code-block:: js

    function hc595_shift(dat) {
        for (let j = 0; j < 8; j++) {
            let code = 0x80 & (dat << j);
            if (code != 0) {
                code = 1;
            }
            SDI.digitalWrite(code);
            SRCLK.trigger(1,1);
        }
        RCLK.trigger(1,1);
    }

Implementa una función ``hc595_shift`` para convertir los campos en el array ``segCode`` en números 
y mostrarlos en el tubo digital.

.. code-block:: js

    let code = 0x80 & (dat << j);
    if (code != 0) {
        code = 1;
    }
    SDI.digitalWrite(code); 

Asigna los datos dat a SDI(DS) por bits. 
Aquí asumimos dat=0x3f (0011 1111), cuando j=2, 0x3f se desplazará a la derecha (<<) 2 bits. 
1111 1100 (0x3f << 2) & 1000 0000 (0x80) = 1000 0000, es verdadero.
En este momento, se escribe 1 en SDI.

.. code-block:: js

    SRCLK.trigger(1,1);

Genera un pulso de flanco ascendente y mueve los datos DS al registro de desplazamiento.

``trigger(pulseLen, level)``
    * pulseLen - longitud del pulso en microsegundos (1 - 100)
    * level - 0 o 1

Envía un pulso de disparo al GPIO. 
El GPIO se establece en level durante pulseLen microsegundos y luego se restablece a not level.

.. code-block:: js

    RCLK.trigger(1,1);

Genera un pulso de flanco ascendente y mueve los datos del registro de desplazamiento al registro de almacenamiento.


.. code-block:: js

    let index = -1;
    setInterval(() => {
        index = (index+1)%16;
        hc595_shift(segCode[index]);
    }, 1000);

Finalmente, usa la función ``hc595_shift()`` para convertir los campos en ``segCode`` 
y mostrarlos a través del tubo digital.   

Imagen del Fenómeno
---------------------------

.. image:: img/image74.jpeg