Всё о сдвиговом регистре

Сдвиговый регистр — очень распространенное устройство, которое часто применяется для упрощения работы с сегментными индикаторами, с линейками и с матрицами светодиодов. Все эти устройства состоят из множества светодиодов, и если управлять ими напрямую, потребуется занять много выводов контроллера. К примеру, для подключения обычного сегментного индикатора необходимо задействовать восемь выводов. Два таких индикатора займут уже 16 ног Ардуино.

Регистр позволяет нам увеличить количество цифровых выводов микроконтроллера, и мы сможем управлять любым количеством светодиодов, реле, зуммеров и любых других цифровых устройств.

DSC01321_

В электронике регистром называют устройство, которое может хранить небольшой объем данных для быстрого доступа к ним. Они есть внутри каждого контроллера и микропроцессора, включая и микроконтроллер Atmega328 — сердце Ардуино Уно. Как правило регистры представляют собой сборку из D-триггеров — элементарных ячеек памяти, с которыми мы уже встречались в отдельном уроке. Записывать данные в регистр можно либо последовательно, либо параллельно. Регистры первого типа называются сдвиговыми, второго типа — параллельными.

Считывать данные из регистра можно одновременно из всех ячеек. Именно это его свойство помогает нам работать с кучей светодиодов.

6+

Изменено:

Ардуино: всё о сдвиговом регистре: 32 комментария

  1. Очень хотелось бы увидеть на сайте урок с динамической индикацией к примеру 3 семи сегментов и 74HC595

    6+
  2. Написать программу для Ардуино, которая будет отображать на линейке светодиодов уровень напряжения на аналоговом входе, к которому подключен переменный резистор. При уровне 0 индикатор не светится. На уровне 512 светится 4 из 8 светодиодов. Все светодиоды светятся при уровне равном 1023. — ПОЖАЛУЙСТА, опубликуйте ответ на это задание (схема, скетч), очень нужно! Спасибо!

    3+
    • int sh_cp = 10; //назначаем выводы сдвигового регистра
      int st_cp = 9; //назначаем выводы сдвигового регистра
      int ds = 8; //назначаем выводы сдвигового регистра
      int potvalue = 0; //переменная для значения потенциометра
      void setup() {
      pinMode(sh_cp, OUTPUT); //задаем выходы ардуины для сдвигового регистра
      pinMode(st_cp, OUTPUT); //задаем выходы ардуины для сдвигового регистра
      pinMode(ds, OUTPUT); //задаем выходы ардуины для сдвигового регистра
      pinMode(A0, INPUT); //задаем вход ардуины для потенциометра

      }

      void loop() {
      potvalue = analogRead(A0); //читаем значение потенциометра
      potvalue = map(potvalue, 0, 1023, 0, 8); //масштабируем значение на 8 светодиодов, т.е. получаем количество горящих светодиодов
      potvalue = (1<<potvalue)-1; // переводим количесвто светодиодов в степень числа 2 минус 1. Используем сдвиг, т.к. функция pow работает не корректно
      digitalWrite(st_cp, LOW); // установка синхронизации "защелки" на LOW
      shiftOut(ds, sh_cp, MSBFIRST, potvalue); // передаем последовательно на вход данных сдвигового регистра
      digitalWrite(st_cp, HIGH); //"защелкиваем" регистр, устанавливаем значения на выходах
      delay(500);//

      }

      схема типовая, выводы подключения регистра и потенциометра видны из скетча

      3+
  3. Здравствуйте!
    Скажите, а можно ли как-нибудь использовать эту микросхему для размножения вводов? Если да, то как? Если нет, то есть ли микросхемы позволяющие это сделать?

    1+
  4. Немного запутанная функция передачи бит в регистр, может можно использовать стандартную функцию shiftOut() без цикла for ?
    digitalWrite(st_pin,LOW);
    shiftOut(data_pin,sh_pin,MSBFIRST,v);
    digitalWrite(st_pin,HIGH);

    1+
    • Можно и так. Также можно использовать аппаратный SPI, будет еще быстрее. Можно использовать готовые функции для регистра. Но в данном уроке хотело раскрыть суть побитового заполнения регистра, для этого и цикл.

      2+
    • Вот такой код работает правильно:
      digitalWrite(st_pin,LOW);
      shiftOut(data_pin,sh_pin,LSBFIRST,v);
      digitalWrite(st_pin,HIGH)

      1+
  5. data_pin, v & (1 << i ) вот в этой строчке результат не будет только 0 или один. Он может быть 0, 1, 2, …. и так далее. Но, я так понял, что любой результат, больший 0 приравнивается к сигналу HIGH.

    1+
  6. Спасибо, полезная информация. Единственная придирка в том ,что двоичную арифметику стоило объяснить без лишних упрощений, более корректно. Из вашего объяснения можно подумать, что A & (1 << B) всегда равно либо 1, либо 0. Однако правильный ответ — степени двойки (в том числе и 0 и 1). Другое дело, что для digitalWrite все что не равно нулю это HIGH, что делает ваше объяснение верным с точки зрения этой функции, но с точки зрения битовой арифметики оно все равно не очень корректно и может запутать. Повторюсь, это лишь придирка.

    1+
  7. Вы пишите:
    ————————————
    Теперь наложим трафарет и получим что? Получим 1!
    0111 0110 & 0000 0100 = 1
    ————————————
    Но ведь:
    0111 0110 & 0000 0100 = 0000 0100
    Другое дело, что в результате важно логическое значение: 0 или не 0.

    1+
  8. Добрый день, спасибо за статью, потихоньку осваиваю ардуино, но с кодом так и не разберусь, так как если подключить по Вашей схеме, и залить данный скетч на поочередное включение диодов, то результат каша, диоды мигают как хотят, но вот если поменять входы 3 и 4 на ардуино местами, то все работает как надо. Долго смотрел где неверно собрал, ничего, может тут ошибка?

    1+
  9. Хочу с помощью сдвигового регистра собрать шаговый искатель на карусельный станок. Переключение по одной скорости получилось прекрасно, но набор скорости по ступеням по возрастанию или убыванию пока не получается. Чувствую что нужно применить метод типа устранения дребезга контактов, но опыта не хватает. Может быть кто-нибудь подскажет програмку для осуществления моей идеи, буду благодарен.

    1+
  10. Народ. Подскажите, как через сдвиговый регистр 74HC595 принимать данные?

    1+
  11. Где на схеме 74РС595 вот это:
    Out3, Out4 — выводы для подключения второго двигателя?
    И почему нет описания 10-й ноги MR?

    0
    • про » Out3, Out4 — выводы для подключения второго двигателя» — это опечатка, я так понял — не отредактировали ранее выбранное описание блока

      0
  12. Для последовательного соединения ногу №9 (Q7′) разве с Q0 надо соединять?
    А не с ногой ввода данных DS?

    0
  13. да…. так и есть
    я весь мозг себе сломал, знакомясь по вашей статье с регистрами: «почему же у меня каскад не работает???»

    будьте любезны: исправьте, что Q7′ соединяется с DS а не с Q0

    и неплохо бы было дописать что в каскаде регистров надо паралелить ноги ST_CP и SH_CP — не для всех это очевидно…. ну и дописать как работают ноги MR и OE — это всё пришлось узнавать из других статей

    0
    • Спасибо, исправили! Про ST_CP и SH_CP тоже полезное замечание. Расширим урок примером каскада.

      0
  14. Может не так понял, Но пункт 3 «Необходимо отметить, что порядок следования импульсов очень важен. Сначала мы устанавливаем на выводе DS нужный уровень сигнала, и только потом делаем импульс на SH_CP. » то есть после того как установили нужные данные на DS и потом для «сохранения» подаем импульс.. тут разве SH_PD ?? просто абзацем выше написано «После того, как мы заполним весь регистр, просто отправим на ST_CP импульс, и выходы регистра одновременно обновятся. «

    0
  15. Что за переменная bt?

    Пожалуйста, пишите в программе комментарии.

    0
    • Ниже есть описание кода, в том числе и переменной bt.
      Комментарии тоже добавили!

      0

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.