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1.1.4 Pantalla de 7 Segmentos

Introducción

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

Componentes Necesarios

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

../_images/list_7_segment.png

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

Nombre

ELEMENTOS EN ESTE KIT

ENLACE

Kit Raphael

337

Raphael Kit

También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.

INTRODUCCIÓN DEL COMPONENTE

ENLACE DE COMPRA

Placa de Extensión GPIO

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Protoboard

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Cables de Puente

COMPRAR

Resistor

COMPRAR

Pantalla de 7 segmentos

COMPRAR

74HC595

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

Nombre T-Board

físico

wiringPi

BCM

GPIO17

Pin 11

0

17

GPIO18

Pin 12

1

18

GPIO27

Pin 13

2

27
../_images/schematic_7_segment.png

Procedimientos Experimentales

Paso 1: Construir el circuito.

../_images/image73.png

Paso 2: Accede a la carpeta del código.

cd ~/raphael-kit/c/1.1.4/

Paso 3: Compila.

gcc 1.1.4_7-Segment.c -lwiringPi

Paso 4: Ejecuta el archivo ejecutable anterior.

sudo ./a.out

Después de ejecutar el código, verás que la pantalla de 7 segmentos muestra de 0 a 9 y de A a F.

Nota

Si no funciona después de ejecutarlo, o aparece un mensaje de error: "wiringPi.h: No such file or directory", por favor consulta Instalar y verificar WiringPi.

Código

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#define   SDI   0   //serial data input
#define   RCLK  1   //memory clock input(STCP)
#define   SRCLK 2   //shift register clock input(SHCP)
unsigned char SegCode[16] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};

void init(void){
    pinMode(SDI, OUTPUT);
    pinMode(RCLK, OUTPUT);
    pinMode(SRCLK, OUTPUT);
    digitalWrite(SDI, 0);
    digitalWrite(RCLK, 0);
    digitalWrite(SRCLK, 0);
}

void hc595_shift(unsigned char dat){
    int i;
    for(i=0;i<8;i++){
        digitalWrite(SDI, 0x80 & (dat << i));
        digitalWrite(SRCLK, 1);
        delay(1);
        digitalWrite(SRCLK, 0);
    }
        digitalWrite(RCLK, 1);
        delay(1);
        digitalWrite(RCLK, 0);
}

int main(void){
    int i;
    if(wiringPiSetup() == -1){ //when initialize wiring failed, print messageto screen
        printf("setup wiringPi failed !");
        return 1;
    }
    init();
    while(1){
        for(i=0;i<16;i++){
            printf("Print %1X on Segment\n", i); // %X means hex output
            hc595_shift(SegCode[i]);
            delay(500);
        }
    }
    return 0;
}

Explicación del Código

unsigned char SegCode[16] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};

Un arreglo de códigos de segmentos de 0 a F en Hexadecimal (cátodo común).

void init(void){
    pinMode(SDI, OUTPUT);
    pinMode(RCLK, OUTPUT);
    pinMode(SRCLK, OUTPUT);
    digitalWrite(SDI, 0);
    digitalWrite(RCLK, 0);
    digitalWrite(SRCLK, 0);
}

Configura los pines ds, st_cp, sh_cp como OUTPUT, y el estado inicial como 0.

void hc595_shift(unsigned char dat){}

Asigna un valor de 8 bits al registro de desplazamiento del 74HC595.

digitalWrite(SDI, 0x80 & (dat << i));

Asigna los datos de dat a SDI(DS) por bits. Aquí asumimos dat=0x3f (0011 1111), cuando i=2, 0x3f se desplazará a la izquierda (<<) 2 bits. 1111 1100 (0x3f << 2) & 1000 0000 (0x80) = 1000 0000, es verdadero.

digitalWrite(SRCLK, 1);

El valor inicial de SRCLK se configuró en 0, y aquí se establece en 1, lo que genera un pulso de flanco ascendente, luego desplaza los datos de DS al registro de desplazamiento.

digitalWrite(RCLK, 1);

El valor inicial de RCLK se configuró en 0, y aquí se establece en 1, lo que genera un flanco ascendente, luego desplaza los datos del registro de desplazamiento al registro de almacenamiento.

while(1){
        for(i=0;i<16;i++){
            printf("Print %1X on Segment\n", i); // %X means hex output
            hc595_shift(SegCode[i]);
            delay(500);
        }
    }

En este bucle for, usamos %1X para mostrar i como un número hexadecimal. Aplicamos i para encontrar el código de segmento correspondiente en el arreglo SegCode[], y empleamos hc595_shift() para pasar el SegCode al registro de desplazamiento del 74HC595.

Nota

El formato hexadecimal de los números 0~15 es (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F)

Imagen del Fenómeno

../_images/image74.jpeg