Сегментный индикатор

Всё о сдвиговом регистре

Олег Евсегнеев

Теперь подключим к Ардуино Уно самый обычный сегментный индикатор. По сути, такой индикатор представляет собой набор светодиодов, выставленных в цифры восемь.

Принципиальная схема

ardu-595_схема

Внешний вид макета

ardu-595_bb

Программа

const int data_pin = 2;
const int sh_pin = 4;
const int st_pin = 3;

int bt = 0; // номер текущей цифры

// массив с паттернами цифр
byte digits[10] = {
    0b00111111, // 0
    0b00000110, // 1
    0b01011011, // 2
    0b01001111, // 3
    0b01100110, // 4
    0b01101101, // 5
    0b01111101, // 6
    0b00000111, // 7
    0b01111111, // 8
    0b01101111, // 9
};

void shift(byte v){
    for(int i=0; i<8; i++){
        digitalWrite(sh_pin, LOW);
        digitalWrite(data_pin, v & (1 << i ));
        digitalWrite(sh_pin, HIGH);
    }
    digitalWrite(st_pin, HIGH); 
    digitalWrite(st_pin, LOW);
}

void setup() {
    pinMode(data_pin, OUTPUT);
    pinMode(sh_pin, OUTPUT);
    pinMode(st_pin, OUTPUT);
}

void loop() {
    shift( digits[bt] );
    bt++;
    if( bt==10 )
        bt = 0;
    delay(500);
}

Каждая цифра на нашем индикаторе — это комбинация сегментов. Например, чтобы зажечь цифру 7 потребуется передать в регистр число  00000111. То есть всего три сегмента: два справа и один сверху. В программе мы создали массив digits, в котором будем хранить комбинации для всех цифр от 0 до 9.

В основном цикле мы будем передавать в функцию shift комбинацию с индексом bt. Как и в предыдущей программе, bt на каждой итерации увеличивается на единицу, пока не достигнет числа 10.

Сдвиговый регистр и сегментный индикатор на Ардуино

Изменено:

Всё о сдвиговом регистре: 33 комментария

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

    Ответить ↓

  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!

    Ответить ↓

    • 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

      Ответить ↓

  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?

    Ответить ↓

  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);

    Ответить ↓

    • 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.

      Ответить ↓

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

      Ответить ↓

  6. 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.

    Ответить ↓

  7. 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.

    Ответить ↓

  8. 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.

    Ответить ↓

  9. 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?

    Ответить ↓

  10. 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.

    Ответить ↓

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

    Ответить ↓

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

      Ответить ↓

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

    Ответить ↓

  15. 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

    Ответить ↓

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

      Ответить ↓

  16. 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. «

    Ответить ↓

  17. Что за переменная bt?

    Пожалуйста, пишите в программе комментарии.

    Ответить ↓

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

      Ответить ↓

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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