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1.1.4 Display a 7 Segmenti

Introduzione

Proviamo a pilotare un display a 7 segmenti per mostrare 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 IN QUESTO KIT

LINK

Raphael Kit

337

Raphael Kit

Puoi anche acquistarli separatamente dai link sottostanti.

INTRODUZIONE COMPONENTI

LINK PER L’ACQUISTO

Scheda di estensione GPIO

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Breadboard

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Cavi Jumper

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Resistore

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Display a 7 segmenti

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74HC595

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Schema di Collegamento

Collega il pin ST_CP del 74HC595 al GPIO18 del Raspberry Pi, SH_CP al GPIO27, DS al GPIO17, e le uscite parallele ai 7 segmenti del display LED. Inserisci i dati nel pin DS per il registro a scorrimento quando SH_CP (l’ingresso del clock del registro a scorrimento) è al fronte di salita, e nel registro di memoria quando ST_CP (l’ingresso del clock della memoria) è al fronte di salita. Poi puoi controllare gli stati di SH_CP e ST_CP tramite i GPIO del Raspberry Pi per trasformare i dati in ingresso seriale in dati in uscita parallela, risparmiando così i 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: Accedi alla cartella del codice.

cd ~/raphael-kit/c/1.1.4/

Passo 3: Compila il codice.

gcc 1.1.4_7-Segment.c -lwiringPi

Passo 4: Esegui il file eseguibile.

sudo ./a.out

Dopo l’esecuzione del codice, vedrai il display a 7 segmenti mostrare le cifre da 0 a 9, e le lettere da A a F.

Nota

Se non funziona dopo l’esecuzione o appare un errore come: "wiringPi.h: No such file or directory", consulta Installazione e verifica di WiringPi.

Codice

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#define   SDI   0   //ingresso dati seriale
#define   RCLK  1   //ingresso clock memoria (STCP)
#define   SRCLK 2   //ingresso 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 un 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};

Una matrice di codici di 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 pin ds, st_cp, sh_cp come OUTPUT, e lo 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 a SDI (DS) bit per bit. Supponiamo che dat=0x3f (0011 1111, quando i=2, 0x3f si sposterà 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 impostato su 0, e qui è impostato su 1, per generare un impulso di salita, quindi sposta i dati DS nel registro a scorrimento.

digitalWrite(RCLK, 1);

Il valore iniziale di RCLK era impostato su 0, e qui è impostato su 1, per generare un impulso di salita, quindi sposta 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, usiamo %1X per stampare i come numero esadecimale. Applica i per trovare il codice del segmento corrispondente nell’array SegCode[], e utilizza hc595_shift() per trasferire il codice SegCode nel registro a scorrimento del 74HC595.

Nota

Il formato esadecimale dei numeri da 0 a 15 è (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F)

Immagine del Fenomeno

../_images/image74.jpeg