کنترل نمایش هفت بخش با استفاده از Arduino و 74HC595 Shift Register: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

هی ، چه خبر ، بچه ها! Akarsh اینجا از CETech.

نمایش هفت سگمنت خوب است و همیشه ابزاری مفید برای نمایش داده ها به شکل ارقام است اما نقصی در آنها وجود دارد که این است که وقتی در واقع نمایش هفت سگمنت را کنترل می کنیم در واقع 8 LED مختلف را کنترل کرده و کنترل می کنیم. هر کدام از آنها به خروجی های متفاوتی نیاز داریم اما اگر از پین GPIO جداگانه برای هر یک از LED ها در صفحه نمایش هفت قسمتی استفاده کنیم ، ممکن است با کمبود پین در میکروکنترلر خود روبرو شویم و در نهایت دیگر جایی برای انجام دیگر اتصالات مهم نخواهیم داشت. این ممکن است به نظر شما یک مشکل بزرگ باشد اما راه حل این مشکل بسیار ساده است. ما فقط نیاز به استفاده از IC 74HC595 Shift register داریم. یک IC 74HC595 تنها می تواند برای ارائه خروجی به 8 نقطه مختلف استفاده شود ، علاوه بر این ما می توانیم تعدادی از این IC ها را متصل کرده و از آنها برای کنترل تعداد زیادی از دستگاهها استفاده کنیم که فقط با مصرف فقط 3 پین GPIO از میکروکنترلر شما.

بنابراین در این پروژه ، ما از آی سی 74HC595 Shift register با Arduino برای کنترل نمایش Seven Segment فقط با استفاده از 3 پین GPIO آردوینو استفاده می کنیم و می فهمیم که چگونه این IC می تواند یک ابزار عالی باشد.

مرحله 1: PCB ها را برای پروژه های ساخته شده خود تهیه کنید

برای سفارش ارزان PCB به صورت آنلاین باید PCBWAY را بررسی کنید!

شما 10 PCB با کیفیت خوب تهیه کرده و با قیمت ارزان به درب منزل حمل می کنید. همچنین در اولین سفارش از ارسال کالا تخفیف می گیرید. فایل های Gerber خود را روی PCBWAY بارگذاری کنید تا با کیفیت خوب و زمان برگشت سریع تولید شوند. عملکرد آنلاین Gerber viewer آنها را بررسی کنید. با امتیاز پاداش ، می توانید از فروشگاه هدایای آنها کالاهای رایگان دریافت کنید.

مرحله 2: حدود 74HC595 Shift Register

یک Shift Register 74HC595 یک IC SIPO 16 پین است. SIPO مخفف Serial In و Parallel Out است که به این معنی است که ورودی را بصورت سریال به صورت همزمان می گیرد و خروجی را به صورت موازی یا همزمان در تمام پین های خروجی ارائه می دهد. ما می دانیم که ثبات های Shift عموماً برای اهداف ذخیره سازی استفاده می شوند و از ویژگی ثبت کننده ها در اینجا استفاده می شود. داده ها از طریق پین ورودی سریال وارد می شوند و به اولین پین خروجی می روند و در آنجا باقی می مانند تا ورودی دیگری به محض دریافت ورودی دیگر داخل IC وارد شود ، ورودی ذخیره شده قبلی به خروجی بعدی منتقل می شود و داده های تازه وارد شده روی اولین پین این روند تا زمانی که فضای ذخیره سازی IC کامل نباشد ادامه می یابد ، یعنی تا دریافت 8 ورودی. اما هنگامی که ذخیره سازی IC به محض دریافت ورودی نهم پر می شود ، اولین ورودی از طریق پین QH 'خارج می شود ، اگر یک رجیستر شیفت دیگری از طریق پین QH' به رجیستر فعلی متصل شده باشد ، سپس داده ها به آن منتقل می شوند. در غیر این صورت از بین می رود و داده های ورودی با کشیدن داده های ذخیره شده قبلی وارد می شوند. این فرایند با عنوان Overflowing شناخته می شود. این IC تنها از 3 پین GPIO برای اتصال به میکروکنترلر استفاده می کند و از این رو با مصرف تنها 3 پین GPIO از میکروکنترلر می توانیم دستگاه های بی نهایت را با زنجیره ای از تعدادی از این IC ها به یکدیگر کنترل کنیم.

یک مثال در دنیای واقعی که از shift shift استفاده می کند ، "کنترلر اصلی نینتندو" است. کنترل کننده اصلی سیستم سرگرمی نینتندو نیاز داشت که تمام دکمه ها را به صورت سریالی دریافت کند ، و برای انجام این کار از یک shift shift استفاده کرد.

مرحله 3: نمودار پین 74HC595

اگرچه این IC در انواع و اقسام مختلف موجود است ، در اینجا درباره IC Pinout of Texas Instruments SN74HC595N بحث خواهیم کرد. برای اطلاعات بیشتر در مورد این IC ، می توانید از اینجا به برگه داده آن مراجعه کنید.

IC Shift Register دارای پین های زیر است:-

1) GND - این پین به پایه زمین میکروکنترلر یا منبع تغذیه متصل است.

2) Vcc - این پین به Vcc میکروکنترلر یا منبع تغذیه متصل است زیرا یک IC سطح منطقی 5 ولت است. منبع تغذیه 5 ولت برای آن ترجیح داده می شود.

3) SER - این اطلاعات پین ورودی سریال به صورت سری از طریق این پین وارد می شود ، یعنی یک بیت در یک زمان وارد می شود.

4) SRCLK - این پین ساعت Shift Register است. این پین به عنوان ساعت برای Shift Register عمل می کند زیرا سیگنال Clock از طریق این پین اعمال می شود. از آنجا که IC یک لبه مثبت است ، بنابراین برای انتقال بیت به ثبات Shift ، این ساعت باید HIGH باشد.

5) RCLK - این پین ساعت ثبت نام است. این یک پین بسیار مهم است زیرا برای مشاهده خروجی ها در دستگاه های متصل به این IC ها باید ورودی ها را در چفت ذخیره کنیم و برای این منظور ، پین RCLK باید HIGH باشد.

6) SRCLR- این پین روشن Shift Register است. هر زمان که نیاز به پاک کردن ذخیره سازی Shift Register داشته باشیم ، استفاده می شود. این عناصر ذخیره شده در Register را به طور همزمان روی 0 تنظیم می کند. این یک پین منطقی منفی است بنابراین هر زمان که ما نیاز به پاک کردن ثبات داریم باید سیگنال LOW را در این پین اعمال کنیم در غیر این صورت باید در HIGH نگه داشته شود.

7) OE- این پین خروجی را فعال می کند. این یک پین منطقی منفی است و هرگاه این پین روی HIGH تنظیم شود ، رجیستر در حالت امپدانس بالا قرار می گیرد و خروجی ها منتقل نمی شوند. برای بدست آوردن خروجی ها باید این پین را روی کم تنظیم کنیم.

8) Q1 -Q7 - این پین های خروجی هستند و باید به نوعی خروجی مانند LED ها و نمایش Segment Segment و غیره متصل شوند.

9) QH ' - این پین وجود دارد تا اگر این QH' را به پین SER یک IC دیگر متصل کنیم ، این IC ها را زنجیره کنیم و به هر دو IC سیگنال ساعت یکسانی بدهیم ، آنها مانند یک IC واحد با 16 رفتار خواهند کرد. خروجی ها. البته ، این تکنیک به دو IC محدود نمی شود-اگر قدرت کافی برای همه آنها را دارید ، می توانید به تعداد دلخواه آنها را زنجیره کنید.

مرحله 4: اتصال صفحه نمایش با آردوینو از طریق 74HC595

بنابراین در حال حاضر ما اطلاعات کافی در مورد IC Shift Register داریم بنابراین به قسمت پیاده سازی می پردازیم. در این مرحله ، ما اتصالات را به منظور کنترل SSD با Arduino از طریق IC 74HC595 انجام می دهیم.

مواد مورد نیاز: Arduino UNO ، Seven Segment Display ، 74HC595 Shift Register IC ، کابل های Jumper.

1) IC را به روش زیر به SSD وصل کنید:-

• پین IC شماره 1 (Q1) برای نمایش پین قسمت B از طریق مقاومت.
• پین IC شماره 2 (Q2) برای نمایش پین قسمت C از طریق مقاومت.
• پین IC شماره 3 (Q3) برای نمایش پین برای بخش D از طریق مقاومت.
• پین IC شماره 4 (Q4) برای نمایش پین قسمت E از طریق مقاومت.
• پین IC شماره 5 (Q5) برای نمایش پین برای بخش F از طریق مقاومت.
• پین IC شماره 6 (Q6) برای نمایش پین قسمت G از طریق مقاومت.
• پین IC شماره 7 (Q7) برای نمایش پین برای بخش Dp از طریق مقاومت.
• پین معمولی روی صفحه نمایش به خط قدرت یا زمین. اگر یک صفحه نمایش آند معمولی دارید ، معمولی را به ریل برق متصل کنید ، در غیر این صورت برای یک صفحه نمایش کاتد معمولی به ریل زمینی متصل شوید

2) پین شماره 10 (ثبت Clear Pin) IC را به ریل برق وصل کنید. از پاک شدن Register جلوگیری می کند زیرا یک پین کم فعال است.

3) پین شماره 13 (پین فعال کردن خروجی) IC را به ریل زمینی وصل کنید. این یک پین فعال و بالا است ، بنابراین وقتی در کم نگه داشته شود ، IC را قادر می سازد تا خروجی بدهد.

4) Arduino Pin 2 را به Pin12 (Latch Pin) IC وصل کنید.

5) Arduino Pin 3 را به Pin14 (پین داده) IC وصل کنید.

6) Arduino Pin 4 را به Pin11 (پین ساعت) IC وصل کنید.

7) Vcc و GND IC را به آردوینو وصل کنید.

پس از انجام همه این اتصالات ، به مدار مشابهی در تصویر بالا می رسید و پس از تمام این مراحل باید به قسمت Coding بروید.

مرحله 5: برنامه نویسی آردوینو برای کنترل نمایش هفت بخش

در این مرحله ، ما Arduino UNO را کد می کنیم تا ارقام مختلف را در نمایش Segment Segment نمایش دهد. مراحل انجام آن به شرح زیر است:-

1) Arduino Uno را به رایانه خود وصل کنید.

2) از اینجا به مخزن Github این پروژه بروید.

3) در مخزن فایل "7segment_arduino.ino" را باز کنید ، این کد این پروژه را باز می کند.

4) این کد را کپی کرده و در Arduino IDE خود بچسبانید و روی برد بارگذاری کنید.

با بارگذاری کد ، می توانید اعداد 0 تا 9 را با تأخیر 1 ثانیه در صفحه مشاهده کنید.

مرحله ششم: شما می توانید خودتان اینگونه را بسازید

بنابراین با دنبال کردن تمام این مراحل می توانید این پروژه را به تنهایی ایجاد کنید که شبیه آنچه در تصویر بالا نشان داده شده است. شما همچنین می توانید همان پروژه را بدون Shift Register IC امتحان کنید و خواهید فهمید که چگونه این IC در ارائه خروجی به چندین شیء به طور همزمان و همچنین با استفاده از تعداد کمتر پین GPIO مفید است. همچنین می توانید تعدادی از این IC ها را با زنجیر دیزی امتحان کنید و تعداد زیادی سنسور یا دستگاه و غیره را کنترل کنید.

امیدوارم از این آموزش خوشتان آمده باشد.