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.. _1.1.4_py_pi5:

1.1.4 Affichage 7 segments
=============================

Introduction
-------------

Nous allons essayer de contrôler un afficheur 7 segments pour afficher des chiffres 
de 0 à 9 et des lettres de A à F.

Composants nécessaires
--------------------------

Pour ce projet, nous aurons besoin des composants suivants.

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

.. raw:: html

   <br/>

Schéma de câblage
--------------------

Connectez la broche ST_CP du 74HC595 au GPIO18 du Raspberry Pi, SH_CP au GPIO27, 
DS au GPIO17, et les sorties parallèles aux 8 segments de l'afficheur 7 segments.

Les données sont entrées sur la broche DS du registre à décalage lorsque SH_CP 
(l'entrée d'horloge du registre) est en montée, et sont envoyées au registre de 
mémoire lorsque ST_CP (l'entrée d'horloge de la mémoire) est en montée.

Vous pouvez ensuite contrôler les états de SH_CP et ST_CP via les GPIO du Raspberry Pi 
pour transformer l'entrée de données série en sortie de données parallèles, afin 
d'économiser les GPIO du Raspberry Pi et piloter l'afficheur.

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


Procédure expérimentale
----------------------------

**Étape 1 :** Construisez le circuit.

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

**Étape 2 :** Accédez au dossier contenant le code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

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

**Étape 3 :** Exécutez le programme.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 1.1.4_7-Segment.py

Après l'exécution du code, vous verrez l'afficheur 7 segments afficher les chiffres de 0 à 9, puis les lettres de A à F.

.. warning::

    Si un message d'erreur apparaît tel que ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, veuillez consulter :ref:`faq_soc`. 

**Code**

.. note::

    Vous pouvez **Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter** le code ci-dessous. Mais avant cela, vous devez accéder au chemin source du code comme ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5``. Après modification, vous pouvez l'exécuter directement pour observer le résultat. Une fois vérifié qu'il n'y a pas de problème, utilisez le bouton Copier pour copier le code modifié, puis ouvrez le code source dans le Terminal via la commande ``nano`` et collez-le.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

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

   # Broches GPIO connectées au registre à décalage 74HC595
   SDI = OutputDevice(17)   # Entrée de données série
   RCLK = OutputDevice(18)  # Entrée d'horloge de la mémoire (registre)
   SRCLK = OutputDevice(27) # Horloge de décalage du registre

   # Codes hexadécimaux pour un afficheur 7 segments à cathode commune
   segCode = [
       0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d,
       0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71
   ]

   def hc595_shift(data):
       # Décale 8 bits de données dans le 74HC595
       for bit in range(8):
           # Définit SDI à haut ou bas selon le bit de donnée
           SDI.value = 0x80 & (data << bit)
           # Déclenche l'horloge du registre de décalage
           SRCLK.on()
           sleep(0.001)
           SRCLK.off()
       # Verrouille les données en déclenchant l'horloge de mémoire
       RCLK.on()
       sleep(0.001)
       RCLK.off()

   def display_all_on():
       # Fonction pour allumer tous les segments (afficheur 7 segments à cathode commune)
       all_on_code = 0x3f
       hc595_shift(all_on_code)
       print("Displaying all segments on")

   try:
       while True:
           # Affiche chaque chiffre hexadécimal sur l'afficheur 7 segments
           for code in segCode:
               hc595_shift(code)  # Transfère le code dans le 74HC595
               # Affiche le code segmenté
               print(f"Displaying segCode[{segCode.index(code)}]: 0x{code:02X}")
               sleep(0.5)  # Pause entre chaque affichage

   except KeyboardInterrupt:
       # Gère proprement l'interruption du script (ex. Ctrl+C)
       pass


**Explication du code**

#. Ce snippet importe les classes nécessaires au projet. ``OutputDevice`` de ``gpiozero`` est utilisé pour contrôler les composants matériels connectés aux broches GPIO, et ``sleep`` de ``time`` est utilisé pour ajouter des délais.

   .. code-block:: python

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

#. SDI, RCLK et SRCLK correspondent respectivement aux broches d'entrée de données série, d'horloge mémoire et d'horloge de décalage du 74HC595.

   .. code-block:: python

       # Broches GPIO connectées au registre à décalage 74HC595
       SDI = OutputDevice(17)   # Entrée de données série
       RCLK = OutputDevice(18)  # Entrée d'horloge de la mémoire (registre)
       SRCLK = OutputDevice(27) # Horloge de décalage du registre

#. ``segCode`` est un tableau contenant les codes hexadécimaux pour chaque chiffre à afficher sur l'afficheur 7 segments.

   .. code-block:: python

       # Codes hexadécimaux pour un afficheur 7 segments à cathode commune
       segCode = [
           0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d,
           0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71
       ]

#. Cette fonction décale 8 bits de données dans le 74HC595. Elle entre chaque bit dans ``SDI``, déclenche ``SRCLK`` pour décaler le bit, puis utilise ``RCLK`` pour verrouiller les données.

   .. code-block:: python

       def hc595_shift(data):
           # Décale 8 bits de données dans le 74HC595
           for bit in range(8):
               # Définit SDI à haut ou bas selon le bit de donnée
               SDI.value = 0x80 & (data << bit)
               # Déclenche l'horloge du registre de décalage
               SRCLK.on()
               sleep(0.001)
               SRCLK.off()
           # Verrouille les données en déclenchant l'horloge de mémoire
           RCLK.on()
           sleep(0.001)
           RCLK.off()

#. Cette fonction allume tous les segments de l'afficheur en envoyant un code spécifique à ``hc595_shift``.

   .. code-block:: python

       def display_all_on():
           # Fonction pour allumer tous les segments (afficheur 7 segments à cathode commune)
           all_on_code = 0x3f
           hc595_shift(all_on_code)
           print("Displaying all segments on")

#. La boucle principale envoie chaque code de ``segCode`` à l'afficheur, avec un délai entre chaque affichage.

   .. code-block:: python

       try:
           while True:
               # Affiche chaque chiffre hexadécimal sur l'afficheur 7 segments
               for code in segCode:
                   hc595_shift(code)  # Transfère le code dans le 74HC595
                   # Affiche le code segmenté
                   print(f"Displaying segCode[{segCode.index(code)}]: 0x{code:02X}")
                   sleep(0.5)  # Pause entre chaque affichage

#. Cette partie du code gère proprement l'interruption du script (ex. Ctrl+C).

   .. code-block:: python

       except KeyboardInterrupt:
           # Gère proprement l'interruption du script (ex. Ctrl+C)
           pass