.. note:: Ciao, benvenuto nella SunFounder Raspberry Pi & Arduino & ESP32 Enthusiasts Community su Facebook! Approfondisci Raspberry Pi, Arduino ed ESP32 insieme ad altri appassionati. **Perché unirti a noi?** - **Supporto Esperti**: Risolvi problemi post-vendita e sfide tecniche con l’aiuto della nostra community e del nostro team. - **Impara e Condividi**: Scambia suggerimenti e tutorial per migliorare le tue competenze. - **Anteprime Esclusive**: Ottieni accesso anticipato agli annunci di nuovi prodotti e anteprime. - **Sconti Speciali**: Approfitta di sconti esclusivi sui nostri prodotti più recenti. - **Promozioni e Omaggi Festivi**: Partecipa a omaggi e promozioni durante le festività. 👉 Pronto per esplorare e creare con noi? Clicca [|link_sf_facebook|] e unisciti oggi stesso! 1.1.4 Display a 7 segmenti ============================= Introduzione ----------------- In questo progetto, impareremo a controllare un display a 7 segmenti per mostrare cifre da 0 a 9 e lettere da A a F. Componenti ---------------- .. image:: img/list_7_segment.png Principio di Funzionamento ----------------------------- **Display a 7 Segmenti** Un display a 7 segmenti è un componente a forma di 8 che contiene 7 LED, ciascuno dei quali rappresenta un segmento. Quando energizzato, ogni segmento forma parte di una cifra da visualizzare. Esistono due tipi di connessione per i pin: Catodo Comune (CC) e Anodo Comune (CA). Come suggerisce il nome, un display CC ha tutti i catodi dei 7 LED collegati insieme, mentre un display CA ha tutti gli anodi dei 7 segmenti collegati insieme. In questo kit utilizziamo il primo tipo. .. image:: img/image70.jpeg :width: 3.89514in :height: 3.32222in :align: center Ciascuno dei LED nel display ha un segmento posizionale, con uno dei suoi pin di connessione collegato all'interno del pacchetto plastico rettangolare. Questi pin LED sono etichettati da "a" a "g" rappresentando ciascun LED individuale. Collegando opportunamente i pin di ciascun segmento, alcuni segmenti si illumineranno e altri resteranno spenti, formando così il carattere desiderato sul display. **Codici per la Visualizzazione** Per comprendere come i display a 7 segmenti (Catodo Comune) mostrino i numeri, abbiamo disegnato la seguente tabella. I numeri da 0 a F sono mostrati con le configurazioni GFEDCBA per i LED, rappresentate da 0 o 1. Ad esempio, 00111111 indica che DP e G sono impostati a 0, mentre gli altri sono a 1, mostrando così il numero 0 sul display. Il Codice HEX corrisponde al numero in esadecimale. .. image:: img/common_cathode.png **74HC595** Il 74HC595 consiste in un registro a scorrimento a 8 bit e un registro di memorizzazione con uscite parallele a tre stati, che convertono l’ingresso seriale in uscita parallela, risparmiando i pin IO di un microcontrollore. Quando MR (pin10) è a livello alto e OE (pin13) è a livello basso, i dati vengono inseriti al fronte di salita di SHcp e passano al registro di memoria tramite il fronte di salita di SHcp. Se i due clock sono collegati insieme, il registro a scorrimento è sempre un impulso avanti rispetto al registro di memoria. Sono presenti un pin di ingresso seriale (Ds), un’uscita seriale (Q) e un pulsante di reset asincrono (a livello basso) nel registro di memoria, che fornisce un bus di uscita parallelo a 8 bit. .. image:: img/74hc595_sche.png :width: 400 :align: center **Pin del 74HC595 e le loro Funzioni**: * **Q0-Q7**: Uscite dati paralleli a 8 bit, in grado di controllare direttamente 8 LED o 8 pin del display a 7 segmenti. * **Q7’**: Uscita in serie, connessa al pin DS di un altro 74HC595 per collegare più 74HC595 in serie. * **MR**: Pin di reset, attivo a livello basso. * **SHcp**: Ingresso di clock del registro a scorrimento; al fronte di salita, i dati si spostano di un bit. * **STcp**: Ingresso di clock del registro di memoria; al fronte di salita, i dati passano dal registro a scorrimento al registro di memoria. * **CE**: Pin di abilitazione dell'uscita, attivo a livello basso. * **DS**: Pin di ingresso dati seriali. * **VCC**: Alimentazione positiva. * **GND**: Massa. Diagramma Schematico ------------------------ Collega il pin ST_CP del 74HC595 al GPIO18 del Raspberry Pi, SH_CP al GPIO27 e DS al GPIO17. Le porte di uscita parallela vanno collegate agli 8 segmenti del display LED. Inserisci i dati nel pin DS e controlla gli stati di SH_CP e ST_CP attraverso i GPIO del Raspberry Pi, in modo da trasformare i dati seriali in ingresso in dati paralleli in uscita e risparmiare GPIO del Raspberry Pi per controllare il display. ============ ======== ======== === T-Board Name physical wiringPi BCM GPIO17 Pin 11 0 17 GPIO18 Pin 12 1 18 GPIO27 Pin 13 2 27 ============ ======== ======== === .. image:: img/schematic_7_segment.png :width: 800 Procedure Sperimentali ------------------------------ **Passo 1:** Assembla il circuito. .. image:: img/image73.png :width: 800 Per utenti di linguaggio C ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ Passo 2: Entra nella cartella del codice. .. raw:: html .. code-block:: cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/1.1.4/ Passo 3: Compila. .. raw:: html .. code-block:: gcc 1.1.4_7-Segment.c -lwiringPi Passo 4: Esegui il file eseguibile creato. .. raw:: html .. code-block:: sudo ./a.out Dopo l'esecuzione del codice, vedrai il display a 7 segmenti mostrare i numeri da 0 a 9 e le lettere da A a F. .. note:: Se il programma non funziona dopo l'esecuzione, oppure appare un messaggio di errore: \"wiringPi.h: Nessun file o directory", fai riferimento a :ref:`Il codice C non funziona?`. **Codice** .. code-block:: c #include #include #define SDI 0 // ingresso dati seriali #define RCLK 1 // ingresso clock memoria (STCP) #define SRCLK 2 // ingresso clock registro a scorrimento (SHCP) unsigned char SegCode[16] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71}; void init(void){ pinMode(SDI, OUTPUT); pinMode(RCLK, OUTPUT); pinMode(SRCLK, OUTPUT); digitalWrite(SDI, 0); digitalWrite(RCLK, 0); digitalWrite(SRCLK, 0); } void hc595_shift(unsigned char dat){ int i; for(i=0;i<8;i++){ digitalWrite(SDI, 0x80 & (dat << i)); digitalWrite(SRCLK, 1); delay(1); digitalWrite(SRCLK, 0); } digitalWrite(RCLK, 1); delay(1); digitalWrite(RCLK, 0); } int main(void){ int i; if(wiringPiSetup() == -1){ // se l'inizializzazione di wiring fallisce, stampa il messaggio sullo schermo printf("setup wiringPi failed !"); return 1; } init(); while(1){ for(i=0;i<16;i++){ printf("Print %1X on Segment\n", i); // %X significa output in esadecimale hc595_shift(SegCode[i]); delay(500); } } return 0; } **Spiegazione del Codice** unsigned char SegCode[16] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71}; Array di codici segmenti per rappresentare valori da 0 a F in esadecimale (catodo comune). .. code-block:: c void init(void){ pinMode(SDI, OUTPUT); pinMode(RCLK, OUTPUT); pinMode(SRCLK, OUTPUT); digitalWrite(SDI, 0); digitalWrite(RCLK, 0); digitalWrite(SRCLK, 0); } Imposta i pin ds, st_cp, sh_cp su OUTPUT, e lo stato iniziale a 0. void hc595_shift(unsigned char dat){} Assegna un valore a 8 bit al registro a scorrimento del 74HC595. .. code-block:: c digitalWrite(SDI, 0x80 & (dat << i)); Assegna i dati di "dat" a SDI(DS) per bit. Qui assumiamo dat=0x3f (0011 1111); quando i=2, 0x3f viene spostato a sinistra (<<) di 2 bit. 1111 1100 (0x3f << 2) & 1000 0000 (0x80) = 1000 0000, è vero. .. code-block:: c digitalWrite(SRCLK, 1); Il valore iniziale di SRCLK era impostato a 0; qui è impostato a 1 per generare un impulso di salita e spostare i dati DS nel registro a scorrimento. .. code-block:: c digitalWrite(RCLK, 1); Il valore iniziale di RCLK era impostato a 0; qui è impostato a 1 per generare un fronte di salita e trasferire i dati dal registro a scorrimento al registro di memorizzazione. .. code-block:: c while(1){ for(i=0;i<16;i++){ printf("Print %1X on Segment\n", i); // %X significa output esadecimale hc595_shift(SegCode[i]); delay(500); } } In questo ciclo for, utilizziamo \"%1X\" per stampare i in esadecimale. Applichiamo i per trovare il codice segmento corrispondente nell'array SegCode[] e utilizziamo hc595_shift() per passare SegCode nel registro a scorrimento del 74HC595. Per utenti di linguaggio Python ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ Passo 2: Entra nella cartella del codice. .. raw:: html .. code-block:: cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python/ Passo 3: Esegui. .. raw:: html .. code-block:: sudo python3 1.1.4_7-Segment.py Dopo l'esecuzione del codice, vedrai il display a 7 segmenti mostrare i numeri da 0 a 9 e le lettere da A a F. **Codice** .. note:: Puoi **Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Arrestare** il codice seguente. Ma prima, è necessario accedere al percorso del codice sorgente come ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python``. .. raw:: html .. code-block:: python import RPi.GPIO as GPIO import time # Configura i pin SDI = 17 RCLK = 18 SRCLK = 27 # Definisce il codice segmento da 0 a F in esadecimale # Catodo comune segCode = [0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71] def setup(): GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(SDI, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW) GPIO.setup(RCLK, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW) GPIO.setup(SRCLK, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW) # Sposta i dati nel 74HC595 def hc595_shift(dat): for bit in range(0, 8): GPIO.output(SDI, 0x80 & (dat << bit)) GPIO.output(SRCLK, GPIO.HIGH) time.sleep(0.001) GPIO.output(SRCLK, GPIO.LOW) GPIO.output(RCLK, GPIO.HIGH) time.sleep(0.001) GPIO.output(RCLK, GPIO.LOW) def main(): while True: # Sposta il codice uno alla volta dalla lista segCode for code in segCode: hc595_shift(code) print ("segCode[%s]: 0x%02X"%(segCode.index(code), code)) # %02X significa stampa in HEX a due cifre time.sleep(0.5) def destroy(): GPIO.cleanup() if __name__ == '__main__': setup() try: main() except KeyboardInterrupt: destroy() **Spiegazione del Codice** .. code-block:: python segCode = [0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71] Array di codici segmenti da 0 a F in esadecimale (catodo comune). .. code-block:: python def setup(): GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(SDI, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW) GPIO.setup(RCLK, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW) GPIO.setup(SRCLK, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW) Imposta i tre pin ds, st_cp, sh_cp come output e con stato iniziale a livello basso. .. code-block:: python GPIO.output(SDI, 0x80 & (dat << bit)) Assegna i dati di "dat" a SDI (DS) bit per bit. Qui assumiamo dat=0x3f (0011 1111); quando bit=2, 0x3f viene spostato a destra (<<) di 2 bit. 1111 1100 (0x3f << 2) & 1000 0000 (0x80) = 1000 0000, è vero. .. code-block:: python GPIO.output(SRCLK, GPIO.HIGH) Il valore iniziale di SRCLK era impostato a LOW, e qui è impostato a HIGH, il che genera un impulso di salita e sposta i dati DS nel registro a scorrimento. .. code-block:: python GPIO.output(RCLK, GPIO.HIGH) Il valore iniziale di RCLK era impostato a LOW, e qui è impostato a HIGH, il che genera un impulso di salita e trasferisce i dati dal registro a scorrimento al registro di memorizzazione. .. note:: Il formato esadecimale dei numeri da 0 a 15 è (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F) Immagine del Fenomeno ------------------------- .. image:: img/image74.jpeg