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.. _1.1.5_py_pi5:

1.1.5 Afficheur 7 segments à 4 chiffres
==============================================

Introduction
--------------------

Ensuite, suivez-moi pour essayer de contrôler l'afficheur 7 segments à 4 chiffres.

Composants requis
----------------------------------

Dans ce projet, nous avons besoin des composants suivants.

.. image:: ../python_pi5/img/1.1.5_4_digit_list.png

Il est très pratique d'acheter un kit complet, voici le lien :

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

    *   - Nom
        - ARTICLES DANS CE KIT
        - LIEN
    *   - Kit Raphael
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Vous pouvez également les acheter séparément à partir des liens ci-dessous.

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

    *   - INTRODUCTION DES COMPOSANTS
        - LIEN D'ACHAT

    *   - :ref:`cpn_gpio_extension_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_4_digit`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_74hc595`
        - |link_74hc595_buy|

Schéma de câblage
--------------------------

============ ======== ======== ===
Nom T-Board  physique wiringPi BCM
GPIO17       Pin 11   0        17
GPIO27       Pin 13   2        27
GPIO22       Pin 15   3        22
SPIMOSI      Pin 19   12       10
GPIO18       Pin 12   1        18
GPIO23       Pin 16   4        23
GPIO24       Pin 18   5        24
============ ======== ======== ===

.. image:: ../python_pi5/img/1.1.5_4_digit_schmatic.png


Procédures expérimentales
-----------------------------------

**Étape 1** : Construisez le circuit.

.. image:: ../python_pi5/img/1.1.5_4-Digit_circuit.png

**Étape 2** : Allez dans le dossier du code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python-pi5

**Étape 3** : Exécutez le fichier exécutable.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 1.1.5_4-Digit_zero.py

Après l'exécution du code, le programme effectue un comptage, augmentant de 1 par seconde, et l'afficheur à 4 chiffres affiche le comptage.

.. warning::

    Si vous recevez le message d'erreur ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, veuillez consulter :ref:`faq_soc`

**Code**

.. note::

    Vous pouvez **Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter** le code ci-dessous. Mais avant cela, vous devez aller dans le chemin source du code comme ``raphael-kit/python-pi5``. Après avoir modifié le code, vous pouvez l'exécuter directement pour voir l'effet.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

   #!/usr/bin/env python3
   from gpiozero import OutputDevice
   import time
   import threading

   # Define GPIO pins for the 74HC595 shift register
   SDI = OutputDevice(24)   # Serial Data Input
   RCLK = OutputDevice(23)  # Register Clock
   SRCLK = OutputDevice(18) # Shift Register Clock

   # Define GPIO pins for digit selection on the 7-segment display
   placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

   # Define segment codes for numbers 0-9 for the 7-segment display
   number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

   counter = 0  # Initialize counter for display
   timer1 = 0   # Initialize timer for counter increment

   def clearDisplay():
       """ Clear the 7-segment display. """
       for _ in range(8):
           SDI.on()
           SRCLK.on()
           SRCLK.off()
       RCLK.on()
       RCLK.off()

   def hc595_shift(data):
       """ Shift a byte of data to the 74HC595 shift register. """
       for i in range(8):
           SDI.value = 0x80 & (data << i)  # Set SDI high/low based on data bit
           SRCLK.on()  # Pulse the Shift Register Clock
           SRCLK.off()
       RCLK.on()  # Latch data on the output by pulsing Register Clock
       RCLK.off()

   def pickDigit(digit):
       """ Select a digit for display on the 7-segment display. """
       for pin in placePin:
           pin.off()  # Turn off all digit selection pins
       placePin[digit].on()  # Turn on the selected digit

   def timer():
       """ Timer function to increment the counter every second. """
       global counter, timer1
       timer1 = threading.Timer(1.0, timer)  # Reset timer for next increment
       timer1.start()
       counter += 1  # Increment counter
       print("%d" % counter)  # Print current counter value

   def setup():
       """ Setup initial state and start the timer. """
       global timer1
       timer1 = threading.Timer(1.0, timer)  # Initialize and start the timer
       timer1.start()

   def loop():
       """ Main loop to update the 7-segment display with counter value. """
       global counter
       while True:
           for i in range(4):  # Loop through each digit
               clearDisplay()  # Clear display before setting new digit
               pickDigit(i)    # Select digit for display

               # Choose the digit of counter to display
               digit = (counter // (10 ** i)) % 10

               hc595_shift(number[digit])  # Shift digit value to 74HC595
               time.sleep(0.001)  # Short delay for display stability

   def destroy():
       """ Cleanup GPIO resources and stop timer on exit. """
       global timer1
       timer1.cancel()  # Stop the timer
       for device in [SDI, RCLK, SRCLK] + placePin:
           device.close()  # Close GPIO devices

   try:
       setup()  # Initialize the setup
       while True:
           loop()  # Start the main loop
           
   except KeyboardInterrupt:
       # Handle script interruption (e.g., Ctrl+C)
       destroy()  # Cleanup resources on exit


**Explication du Code**

#. Ces quatre broches contrôlent les broches de l'anode commune des afficheurs 7 segments à quatre chiffres.

   .. code-block:: python

       # Define GPIO pins for digit selection on the 7-segment display
       placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

#. Un tableau de codes de segments de 0 à 9 en hexadécimal (anode commune).

   .. code-block:: python

       # Define segment codes for numbers 0-9 for the 7-segment display
       number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

#. Initialise un minuteur qui déclenche la fonction ``timer`` toutes les secondes. Cela configure l'incrément récurrent du compteur.

   .. code-block:: python

       def setup():
           """ Setup initial state and start the timer. """
           global timer1
           timer1 = threading.Timer(1.0, timer)  # Initialize and start the timer
           timer1.start()

#. Après que le minuteur atteint 1,0 seconde, la fonction Timer est appelée ; ajouter 1 au compteur, et le minuteur est utilisé à nouveau pour s'exécuter toutes les secondes.

   .. code-block:: python

       def timer():
           """ Timer function to increment the counter every second. """
           global counter, timer1
           timer1 = threading.Timer(1.0, timer)  # Reset timer for next increment
           timer1.start()
           counter += 1  # Increment counter
           print("%d" % counter)  # Print current counter value

#. Déplace un octet de données dans le registre à décalage 74HC595, contrôlant les segments de l'affichage.

   .. code-block:: python

       def hc595_shift(data):
           """ Shift a byte of data to the 74HC595 shift register. """
           for i in range(8):
               SDI.value = 0x80 & (data << i)  # Set SDI high/low based on data bit
               SRCLK.on()  # Pulse the Shift Register Clock
               SRCLK.off()
           RCLK.on()  # Latch data on the output by pulsing Register Clock
           RCLK.off()

#. Met continuellement à jour l'affichage avec la valeur actuelle du compteur, en affichant chaque chiffre séquentiellement.

   .. code-block:: python

       def loop():
           """ Main loop to update the 7-segment display with counter value. """
           global counter
           while True:
               for i in range(4):  # Loop through each digit
                   clearDisplay()  # Clear display before setting new digit
                   pickDigit(i)    # Select digit for display
                   digit = (counter // (10 ** i)) % 10
                   hc595_shift(number[digit])  # Shift digit value to 74HC595
                   time.sleep(0.001)  # Short delay for display stability

#. Efface l'afficheur 7 segments en éteignant tous les segments avant d'afficher le chiffre suivant.

   .. code-block:: python

       def clearDisplay():
           """ Clear the 7-segment display. """
           for _ in range(8):
               SDI.on()
               SRCLK.on()
               SRCLK.off()
           RCLK.on()
           RCLK.off()

#. Sélectionne quel chiffre de l'afficheur 7 segments activer. Chaque chiffre est contrôlé par une broche GPIO séparée.

   .. code-block:: python

       def pickDigit(digit):
           """ Select a digit for display on the 7-segment display. """
           for pin in placePin:
               pin.off()  # Turn off all digit selection pins
           placePin[digit].on()  # Turn on the selected digit

#. Libère correctement les ressources GPIO et arrête le minuteur lorsque le programme est interrompu.

   .. code-block:: python

       except KeyboardInterrupt:
           # Handle script interruption (e.g., Ctrl+C)
           destroy()  # Cleanup resources on exit