.. note::

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.. _1.1.5_py_pi5:

1.1.5 Afficheur 7 segments à 4 chiffres
===========================================

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

Suivez-moi pour essayer de contrôler un afficheur 7 segments à 4 chiffres.

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

Dans ce projet, nous aurons besoin des composants suivants. 

.. image:: ../python_pi5/img/1.1.5_4_digit_list.png

.. raw:: html

   <br/>

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

============ ======== ===
T-Board Name physical BCM
GPIO17       Pin 11   17
GPIO27       Pin 13   27
GPIO22       Pin 15   22
SPIMOSI      Pin 19   10
GPIO18       Pin 12   18
GPIO23       Pin 16   23
GPIO24       Pin 18   24
============ ======== ===

.. image:: ../python_pi5/img/1.1.5_4_digit_schmatic.png


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

**Étape 1 :** Montez le circuit.

.. image:: ../python_pi5/img/1.1.5_4-Digit_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 1.1.5_4-Digit.py

Après l'exécution du code, le programme effectue un comptage, augmentant de 1 par seconde, et l'afficheur à 4 chiffres affiche ce compteur.

.. 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.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

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

   # Définition des broches GPIO pour le registre à décalage 74HC595
   SDI = OutputDevice(24)   # Entrée de données série
   RCLK = OutputDevice(23)  # Horloge du registre
   SRCLK = OutputDevice(18) # Horloge du registre de décalage

   # Définition des broches GPIO pour la sélection des chiffres de l'afficheur 7 segments
   placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

   # Définition des codes segmentaires pour les chiffres 0-9
   number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

   counter = 0  # Initialisation du compteur
   timer1 = 0   # Initialisation du minuteur

   def clearDisplay():
       """ Clear the 7-segment display. """
       for _ in range(8):
           SDI.on()
           SRCLK.on()
           SRCLK.off()
       RCLK.on()
       RCLK.off()

   def hc595_shift(data):
       """ Shift a byte of data to the 74HC595 shift register. """
       for i in range(8):
           SDI.value = 0x80 & (data << i)  # Définir SDI haut/bas selon le bit de données
           SRCLK.on()  # Impulsion d'horloge du registre de décalage
           SRCLK.off()
       RCLK.on()  # Verrouille les données avec une impulsion d'horloge
       RCLK.off()

   def pickDigit(digit):
       """ Select a digit for display on the 7-segment display. """
       for pin in placePin:
           pin.off()  # Éteint toutes les broches de sélection
       placePin[digit].on()  # Active la broche du chiffre sélectionné

   def timer():
       """ Timer function to increment the counter every second. """
       global counter, timer1
       timer1 = threading.Timer(1.0, timer)  # Réinitialisation du minuteur
       timer1.start()
       counter += 1  # Incrémente le compteur
       print("%d" % counter)  # Affiche la valeur actuelle du compteur

   def setup():
       """ Setup initial state and start the timer. """
       global timer1
       timer1 = threading.Timer(1.0, timer)  # Initialisation du minuteur
       timer1.start()

   def loop():
       """ Main loop to update the 7-segment display with counter value. """
       global counter
       while True:
           for i in range(4):  # Parcourt chaque chiffre
               clearDisplay()  # Efface l'affichage avant de définir un nouveau chiffre
               pickDigit(i)    # Sélectionne le chiffre à afficher
               digit = (counter // (10 ** i)) % 10
               hc595_shift(number[digit])  # Envoie la valeur au registre 74HC595
               time.sleep(0.001)  # Courte pause pour la stabilité de l'affichage

   def destroy():
       """ Cleanup GPIO resources and stop timer on exit. """
       global timer1
       timer1.cancel()  # Arrête le minuteur
       for device in [SDI, RCLK, SRCLK] + placePin:
           device.close()  # Ferme les périphériques GPIO

   try:
       setup()  # Initialise la configuration
       while True:
           loop()  # Démarre la boucle principale
           
   except KeyboardInterrupt:
       # Gère l'interruption du script (ex. Ctrl+C)
       destroy()  # Nettoie les ressources à la sortie


**Explication du code**

#. Ces quatre broches contrôlent les broches d'anode commune des quatre chiffres de l'afficheur 7 segments.

   .. code-block:: python

       # Définition des broches GPIO pour la sélection des chiffres de l'afficheur 7 segments
       placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

#. Un tableau de codes segmentaires pour les chiffres de 0 à 9 en hexadécimal (anode commune).

   .. code-block:: python

       # Définition des codes segmentaires pour les chiffres 0-9
       number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

#. Initialise un minuteur qui déclenche la fonction `timer` chaque seconde. Cela met en place l'incrémentation récurrente du compteur.

   .. code-block:: python

       def setup():
           """ Setup initial state and start the timer. """
           global timer1
           timer1 = threading.Timer(1.0, timer)  # Initialisation du minuteur
           timer1.start()

#. Après chaque seconde, la fonction du minuteur est appelée ; elle incrémente le compteur et se réinitialise pour se répéter chaque seconde.

   .. code-block:: python

       def timer():
           """ Timer function to increment the counter every second. """
           global counter, timer1
           timer1 = threading.Timer(1.0, timer)  # Réinitialisation du minuteur
           timer1.start()
           counter += 1  # Incrémente le compteur
           print("%d" % counter)  # Affiche la valeur actuelle du compteur
#. Déplace un octet de données dans le registre à décalage 74HC595, contrôlant les segments de l'afficheur.

   .. code-block:: python

       def hc595_shift(data):
           """ Shift a byte of data to the 74HC595 shift register. """
           for i in range(8):
               SDI.value = 0x80 & (data << i)  # Définit la valeur de SDI selon le bit de données
               SRCLK.on()  # Impulsion de l'horloge du registre de décalage
               SRCLK.off()
           RCLK.on()  # Verrouille les données sur la sortie en déclenchant l'horloge du registre
           RCLK.off()

#. Met continuellement à jour l'affichage avec la valeur actuelle du compteur, en affichant chaque chiffre successivement.

   .. code-block:: python

       def loop():
           """ Main loop to update the 7-segment display with counter value. """
           global counter
           while True:
               for i in range(4):  # Parcourt chaque chiffre
                   clearDisplay()  # Efface l'affichage avant de définir un nouveau chiffre
                   pickDigit(i)    # Sélectionne le chiffre à afficher
                   digit = (counter // (10 ** i)) % 10
                   hc595_shift(number[digit])  # Envoie la valeur du chiffre au 74HC595
                   time.sleep(0.001)  # Courte pause pour la stabilité de l'affichage

#. Efface l'afficheur 7 segments en éteignant tous les segments avant d'afficher le chiffre suivant.

   .. code-block:: python

       def clearDisplay():
           """ Clear the 7-segment display. """
           for _ in range(8):
               SDI.on()
               SRCLK.on()
               SRCLK.off()
           RCLK.on()
           RCLK.off()

#. Sélectionne le chiffre de l'afficheur 7 segments à activer. Chaque chiffre est contrôlé par une broche GPIO distincte.

   .. code-block:: python

       def pickDigit(digit):
           """ Select a digit for display on the 7-segment display. """
           for pin in placePin:
               pin.off()  # Éteint toutes les broches de sélection de chiffres
           placePin[digit].on()  # Allume la broche du chiffre sélectionné

#. Libère correctement les ressources GPIO et arrête le minuteur lorsque le programme est interrompu.

   .. code-block:: python

       except KeyboardInterrupt:
           # Gère l'interruption du script (ex. Ctrl+C)
           destroy()  # Nettoie les ressources à la sortie