.. note:: こんにちは、SunFounderのRaspberry Pi & Arduino & ESP32愛好家コミュニティへようこそ!Facebook上でRaspberry Pi、Arduino、ESP32についてもっと深く掘り下げ、他の愛好家と交流しましょう。 **参加する理由は?** - **エキスパートサポート**:コミュニティやチームの助けを借りて、販売後の問題や技術的な課題を解決します。 - **学び&共有**:ヒントやチュートリアルを交換してスキルを向上させましょう。 - **独占的なプレビュー**:新製品の発表や先行プレビューに早期アクセスしましょう。 - **特別割引**:最新製品の独占割引をお楽しみください。 - **祭りのプロモーションとギフト**:ギフトや祝日のプロモーションに参加しましょう。 👉 私たちと一緒に探索し、創造する準備はできていますか?[|link_sf_facebook|]をクリックして今すぐ参加しましょう! .. _1.1.4_py_pi5: 1.1.4 7セグメントディスプレイ ============================= 概要 ----------------- 7セグメントディスプレイを制御して、0から9およびAからFまでの数字を表示してみましょう。 必要な部品 ------------------------------ このプロジェクトには、次のコンポーネントが必要です。 .. image:: ../python_pi5/img/1.1.4_7_segment_list.png 一式を購入するのが便利です、こちらがリンクです: .. list-table:: :widths: 20 20 20 :header-rows: 1 * - 名前 - このキットのアイテム - リンク * - Raphael Kit - 337 - |link_Raphael_kit| 以下のリンクから別々に購入することもできます。 .. list-table:: :widths: 30 20 :header-rows: 1 * - コンポーネントの紹介 - 購入リンク * - :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| 回路図 --------------------- 74HC595のST_CPピンをRaspberry PiのGPIO18に、SH_CPをGPIO27に、DSをGPIO17に接続し、LEDセグメントディスプレイの8つのセグメントに並列出力ポートを接続します。 SH_CP(シフトレジスタのクロック入力)が立ち上がりエッジのときにDSピンへデータを入力し、ST_CP(メモリのクロック入力)が立ち上がりエッジのときにメモリレジスタにデータを入力します。その後、Raspberry PiのGPIOを介してSH_CPとST_CPの状態を制御して、シリアルデータ入力を並列データ出力に変換し、Raspberry PiのGPIOを節約してディスプレイを駆動できます。 ============ ======== === T-Board Name physical BCM GPIO17 Pin 11 17 GPIO18 Pin 12 18 GPIO27 Pin 13 27 ============ ======== === .. image:: ../python_pi5/img/1.1.4_7_segment_schematic.png 実験手順 ------------------------------ **ステップ1:** 回路を組み立てます。 .. image:: ../python_pi5/img/1.1.4_7-Segment_circuit.png **ステップ2:** コードのフォルダに移動します。 .. raw:: html .. code-block:: cd ~/raphael-kit/python-pi5 **ステップ3:** 実行します。 .. raw:: html .. code-block:: sudo python3 1.1.4_7-Segment_zero.py コードを実行した後、7セグメントディスプレイが0から9、AからFまで表示されるのを確認できます。 .. warning:: エラー メッセージ ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address`` が表示された場合は、 :ref:`faq_soc` を参照してください。 **コード** .. note:: 以下のコードは **変更/リセット/コピー/実行/停止** することができます。ただし、それを行う前に「raphael-kit/python_5」というソースコードのパスに移動する必要があります。コードを変更した後、そのまま実行して効果を確認できます。問題がないことを確認したら、修正されたコードをコピーするためのCopyボタンを使用し、ターミナルで「nano」コマンドを使用してソースコードを開き、コードを貼り付けることができます。 .. raw:: html .. code-block:: python #!/usr/bin/env python3 from gpiozero import OutputDevice from time import sleep # GPIO pins connected to 74HC595 shift register SDI = OutputDevice(17) # Serial Data Input RCLK = OutputDevice(18) # Memory Clock Input (Register Clock) SRCLK = OutputDevice(27) # Shift Register Clock # Hexadecimal digit codes for a common cathode 7-segment display segCode = [ 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71 ] def hc595_shift(data): # Shift 8 bits of data into the 74HC595 for bit in range(8): # Set SDI high or low based on data bit SDI.value = 0x80 & (data << bit) # Trigger shift register clock SRCLK.on() sleep(0.001) SRCLK.off() # Latch data to output by triggering memory clock RCLK.on() sleep(0.001) RCLK.off() def display_all_on(): # Function to turn all segments on (for common cathode 7-segment display) all_on_code = 0x3f hc595_shift(all_on_code) print("Displaying all segments on") try: while True: # Display each hexadecimal digit on 7-segment display for code in segCode: hc595_shift(code) # Shift the code into 74HC595 # Print the displayed segment code print(f"Displaying segCode[{segCode.index(code)}]: 0x{code:02X}") sleep(0.5) # Pause between displaying each digit except KeyboardInterrupt: # Gracefully handle script interruption (e.g., Ctrl+C) pass **コードの説明** #. このスニペットはプロジェクトに必要なクラスをインポートします。 ``gpiozero`` から ``OutputDevice`` は、GPIOピンに接続されたハードウェアコンポーネントを制御するために、 ``time`` から ``sleep`` は遅延を追加するために使用されます。 .. code-block:: python #!/usr/bin/env python3 from gpiozero import OutputDevice from time import sleep #. SDI、RCLK、SRCLKは、74HC595のシリアルデータ入力、メモリクロック入力(レジスタクロック)、シフトレジスタクロックピンに対応しています。 .. code-block:: python # GPIO pins connected to 74HC595 shift register SDI = OutputDevice(17) # Serial Data Input RCLK = OutputDevice(18) # Memory Clock Input (Register Clock) SRCLK = OutputDevice(27) # Shift Register Clock #. ``segCode`` は、7セグメントディスプレイに表示する各デジットの16進数コードを含む配列です。 .. code-block:: python # Hexadecimal digit codes for a common cathode 7-segment display segCode = [ 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71 ] #. この関数は、データを74HC595に8ビットシフトします。それは各ビットを ``SDI`` に連続的に入力し、ビットをシフトするために ``SRCLK`` をトグルし、データを出力にラッチするために ``RCLK`` を使用します。 .. code-block:: python def hc595_shift(data): # Shift 8 bits of data into the 74HC595 for bit in range(8): # Set SDI high or low based on data bit SDI.value = 0x80 & (data << bit) # Trigger shift register clock SRCLK.on() sleep(0.001) SRCLK.off() # Latch data to output by triggering memory clock RCLK.on() sleep(0.001) RCLK.off() #. この関数は、ディスプレイのすべてのセグメントをオンにします。これは、共通カソードの7セグメントディスプレイ用です。 .. code-block:: python def display_all_on(): # Function to turn all segments on (for common cathode 7-segment display) all_on_code = 0x3f hc595_shift(all_on_code) print("Displaying all segments on") #. メインループでは、 ``segCode`` の各コードが順番にディスプレイに送られ、各コードの間に遅延があります。 .. code-block:: python try: while True: # Display each hexadecimal digit on 7-segment display for code in segCode: hc595_shift(code) # Shift the code into 74HC595 # Print the displayed segment code print(f"Displaying segCode[{segCode.index(code)}]: 0x{code:02X}") sleep(0.5) # Pause between displaying each digit #. この部分のコードは、スクリプトの中断(Ctrl+Cなど)を優雅に処理します。 .. code-block:: python except KeyboardInterrupt: # Gracefully handle script interruption (e.g., Ctrl+C) pass