.. note::

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.. _1.1.4_py_pi5:

1.1.4 Pantalla de 7 Segmentos
=============================

Introducción
-----------------

Vamos a aprender cómo controlar una pantalla de 7 segmentos para mostrar cifras del 0 al 9 y de la A a la F.

Componentes Necesarios
------------------------------

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

.. image:: ../python_pi5/img/1.1.4_7_segment_list.png

.. raw:: html

   <br/>

Diagrama de Conexiones
-------------------------

Conecta el pin ST_CP del 74HC595 al GPIO18 de Raspberry Pi, SH_CP al GPIO27 
y DS al GPIO17. Los puertos de salida paralela se conectan a los 8 segmentos 
de la pantalla de 7 segmentos LED.

Los datos se ingresan en el pin DS para el registro de desplazamiento cuando 
SH_CP (la entrada de reloj del registro de desplazamiento) está en el flanco 
de subida, y se transfieren al registro de memoria cuando ST_CP (entrada de 
reloj de la memoria) también está en el flanco de subida.

Luego, puedes controlar los estados de SH_CP y ST_CP a través de los GPIOs de 
la Raspberry Pi para transformar la entrada de datos en serie en salida de datos 
en paralelo, ahorrando así pines de GPIO en la Raspberry Pi para controlar la pantalla.

============ ======== ===
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


Procedimientos del Experimento
-----------------------------------

**Paso 1:** Construye el circuito.

.. image:: ../python_pi5/img/1.1.4_7-Segment_circuit.png

**Paso 2:** Accede a la carpeta del código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5

**Paso 3:** Ejecuta el código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 1.1.4_7-Segment.py

Después de ejecutar el código, verás que la pantalla de 7 segmentos muestra del 0 al 9 y de la A a la F.

.. warning::

    Si aparece un mensaje de error ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, consulta :ref:`faq_soc`

**Código**

.. note::
    Puedes **Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener** el código a continuación. Pero antes, debes ir a la ruta del código fuente, como ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5``. Tras confirmar que no hay problemas, puedes copiar el código modificado, abrir el código fuente en Terminal mediante el comando ``nano`` y pegarlo.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

   #!/usr/bin/env python3
   from gpiozero import OutputDevice
   from time import sleep

   # Pines GPIO conectados al registro de desplazamiento 74HC595
   SDI = OutputDevice(17)   # Entrada de datos en serie
   RCLK = OutputDevice(18)  # Entrada de reloj de memoria (Reloj de Registro)
   SRCLK = OutputDevice(27) # Reloj de Registro de Desplazamiento

   # Códigos hexadecimales para dígitos en una pantalla de 7 segmentos de cátodo común
   segCode = [
       0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d,
       0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71
   ]

   def hc595_shift(data):
       # Desplazar 8 bits de datos al 74HC595
       for bit in range(8):
           # Configurar SDI en alto o bajo según el bit de datos
           SDI.value = 0x80 & (data << bit)
           # Activar el reloj del registro de desplazamiento
           SRCLK.on()
           sleep(0.001)
           SRCLK.off()
       # Transferir datos a la salida activando el reloj de memoria
       RCLK.on()
       sleep(0.001)
       RCLK.off()

   def display_all_on():
       # Función para encender todos los segmentos (para una pantalla de 7 segmentos de cátodo común)
       all_on_code = 0x3f
       hc595_shift(all_on_code)
       print("Displaying all segments on")

   try:
       while True:
           # Mostrar cada dígito hexadecimal en la pantalla de 7 segmentos
           for code in segCode:
               hc595_shift(code)  # Desplazar el código en el 74HC595
               # Imprimir el código de segmento mostrado
               print(f"Displaying segCode[{segCode.index(code)}]: 0x{code:02X}")
               sleep(0.5)  # Pausa entre cada dígito

   except KeyboardInterrupt:
       # Manejar la interrupción del script (por ejemplo, Ctrl+C) de forma segura
       pass


**Explicación del Código**

#. Este fragmento importa las clases necesarias para el proyecto. ``OutputDevice`` de ``gpiozero`` se usa para controlar componentes de hardware conectados a pines GPIO, y ``sleep`` de ``time`` para agregar retrasos.

   .. code-block:: python

       #!/usr/bin/env python3
       from gpiozero import OutputDevice
       from time import sleep

#. SDI, RCLK y SRCLK corresponden a la Entrada de Datos en Serie, Entrada de Reloj de Memoria (Reloj de Registro) y Reloj de Registro de Desplazamiento del 74HC595.

   .. code-block:: python

       # Pines GPIO conectados al registro de desplazamiento 74HC595
       SDI = OutputDevice(17)   # Entrada de datos en serie
       RCLK = OutputDevice(18)  # Entrada de reloj de memoria (Reloj de Registro)
       SRCLK = OutputDevice(27) # Reloj de Registro de Desplazamiento

#. ``segCode`` es una matriz que contiene códigos hexadecimales para cada dígito a mostrar en la pantalla de 7 segmentos.

   .. code-block:: python

       # Códigos hexadecimales para dígitos en una pantalla de 7 segmentos de cátodo común
       segCode = [
           0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d,
           0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71
       ]

#. Esta función desplaza 8 bits de datos al 74HC595. Ingresa cada bit en ``SDI``, activa ``SRCLK`` para desplazar el bit y usa ``RCLK`` para transferir los datos a la salida.

   .. code-block:: python

       def hc595_shift(data):
           # Desplazar 8 bits de datos al 74HC595
           for bit in range(8):
               # Configurar SDI en alto o bajo según el bit de datos
               SDI.value = 0x80 & (data << bit)
               # Activar el reloj del registro de desplazamiento
               SRCLK.on()
               sleep(0.001)
               SRCLK.off()
           # Transferir datos a la salida activando el reloj de memoria
           RCLK.on()
           sleep(0.001)
           RCLK.off()

#. Esta función enciende todos los segmentos de la pantalla enviando un código específico a ``hc595_shift``.

   .. code-block:: python

       def display_all_on():
           # Función para encender todos los segmentos (para una pantalla de 7 segmentos de cátodo común)
           all_on_code = 0x3f
           hc595_shift(all_on_code)
           print("Displaying all segments on")

#. En el bucle principal, cada código en ``segCode`` se envía a la pantalla en secuencia, con una pausa entre cada uno.

   .. code-block:: python

       try:
           while True:
               # Mostrar cada dígito hexadecimal en la pantalla de 7 segmentos
               for code in segCode:
                   hc595_shift(code)  # Desplazar el código en el 74HC595
                   # Imprimir el código de segmento mostrado
                   print(f"Displaying segCode[{segCode.index(code)}]: 0x{code:02X}")
                   sleep(0.5)  # Pausa entre cada dígito

#. Esta parte del código maneja de forma segura la interrupción del script (como Ctrl+C).

   .. code-block:: python

       except KeyboardInterrupt:
           # Manejar la interrupción del script (por ejemplo, Ctrl+C) de forma segura
           pass