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1.1.4 Display a 7 Segmenti

Introduzione

Proviamo a gestire un display a 7 segmenti per visualizzare una cifra da 0 a 9 e da A a F.

Componenti Necessari

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

../_images/list_7_segment.png

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

Nome

COMPONENTI NEL KIT

LINK

Raphael Kit

337

Raphael Kit

Puoi anche acquistarli separatamente dai seguenti link.

INTRODUZIONE AI COMPONENTI

LINK PER L’ACQUISTO

Scheda di estensione GPIO

ACQUISTA

Breadboard

ACQUISTA

Cavi Jumper

ACQUISTA

Resistore

ACQUISTA

Display a 7 segmenti

ACQUISTA

74HC595

ACQUISTA

Schema Elettrico

Collega il pin ST_CP del 74HC595 al GPIO18 del Raspberry Pi, SH_CP al GPIO27, DS al GPIO17, le porte di uscita parallele agli 8 segmenti del display a 7 segmenti. I dati di input vengono inviati nel pin DS al registro a scorrimento quando SH_CP (l’ingresso di clock del registro a scorrimento) è al fronte di salita, e al registro di memoria quando ST_CP (l’ingresso di clock della memoria) è al fronte di salita. Puoi controllare gli stati di SH_CP e ST_CP tramite i GPIO del Raspberry Pi per trasformare l’input seriale in output parallelo, risparmiando così GPIO del Raspberry Pi e pilotando il display.

T-Board Name

physical

wiringPi

BCM

GPIO17

Pin 11

0

17

GPIO18

Pin 12

1

18

GPIO27

Pin 13

2

27
../_images/schematic_7_segment.png

Procedure Sperimentali

Passo 1: Costruisci il circuito.

../_images/image73.png

Passo 2: Vai alla cartella del codice.

cd ~/raphael-kit/c/1.1.4/

Passo 3: Compila.

gcc 1.1.4_7-Segment.c -lwiringPi

Passo 4: Esegui il file eseguibile compilato.

sudo ./a.out

Dopo aver eseguito il codice, vedrai che il display a 7 segmenti visualizzerà da 0 a 9 e da A a F.

Nota

Se non funziona dopo l’esecuzione o appare un messaggio di errore: "wiringPi.h: No such file or directory", fai riferimento a Installa e Controlla wiringPi.

Codice

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#define   SDI   0   //input dati seriali
#define   RCLK  1   //input clock memoria (STCP)
#define   SRCLK 2   //input clock registro a scorrimento (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){ //quando l'inizializzazione di wiring fallisce, stampa il messaggio a schermo
        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;
}

Spiegazione del Codice

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

Un array di codici segmento da 0 a F in esadecimale (catodo comune).

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

Imposta i tre pin ds, st_cp, sh_cp come OUTPUT, con stato iniziale a 0.

void hc595_shift(unsigned char dat){}

Assegna un valore a 8 bit al registro a scorrimento del 74HC595.

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

Assegna il dato dat al pin SDI(DS) bit per bit. Supponiamo che dat=0x3f (0011 1111), quando i=2, 0x3f sarà spostato a sinistra (<<) di 2 bit. 1111 1100 (0x3f << 2) & 1000 0000 (0x80) = 1000 0000, è vero.

digitalWrite(SRCLK, 1);

Il valore iniziale di SRCLK era 0, qui viene impostato su 1 per generare un impulso di salita e trasferire i dati DS al registro a scorrimento.

digitalWrite(RCLK, 1);

Il valore iniziale di RCLK era 0, qui viene impostato su 1 per generare un impulso di salita e trasferire i dati dal registro a scorrimento al registro di memoria.

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);
        }
    }

In questo ciclo for, utilizziamo %1X per stampare i come numero esadecimale. Applichiamo i per trovare il codice del segmento corrispondente nell’array SegCode[] e usiamo hc595_shift() per passare il SegCode nel registro a scorrimento del 74HC595.

Nota

I numeri esadecimali da 0 a 15 sono (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F).

Immagine del Fenomeno

../_images/image74.jpeg