.. note::

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.. _1.1.4_py_pi5:

1.1.4 Display a 7 Segmenti
=============================

Introduzione
-----------------

Proviamo a gestire un display a 7 segmenti per visualizzare le cifre da 
0 a 9 e le lettere da A a F.

Componenti Necessari
------------------------------

Per questo progetto, avremo bisogno dei seguenti componenti.

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

.. raw:: html

   <br/>

Schema a Blocchi
-----------------------

Collega il pin ST_CP del 74HC595 al GPIO18 del Raspberry Pi, SH_CP al GPIO27, 
DS al GPIO17 e le porte di uscita parallela agli 8 segmenti del display a 7 segmenti LED.

Invia i dati al pin DS per il registro a scorrimento quando SH_CP (l’ingresso di 
clock del registro a scorrimento) è al fronte di salita, e al registro di memoria 
quando ST_CP (l’ingresso di clock della memoria) è al fronte di salita.

In questo modo, puoi controllare gli stati di SH_CP e ST_CP tramite i GPIO del 
Raspberry Pi per convertire i dati di ingresso seriale in uscita parallela, 
risparmiando GPIO e guidando il display.

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

Procedure Sperimentali
------------------------------

**Passo 1:** Costruisci il circuito.

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

**Passo 2:** Accedi alla cartella del codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

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

**Passo 3:** Esegui il programma.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 1.1.4_7-Segment.py

Dopo l'esecuzione del codice, vedrai il display a 7 segmenti mostrare le cifre da 0 a 9 e da A a F.

.. warning::

    Se appare l’errore ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, consulta :ref:`faq_soc` 

**Codice**

.. note::
    Puoi **Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Arrestare** il codice qui sotto. Ma prima, è necessario andare al percorso del codice sorgente, come ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5``. Dopo aver modificato il codice, puoi eseguirlo direttamente per vedere l’effetto. Dopo aver verificato che non ci siano problemi, puoi usare il pulsante Copy per copiare il codice modificato, poi aprire il codice sorgente nel Terminale tramite il comando ``nano`` e incollarlo.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

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

   # Pin GPIO collegati al registro a scorrimento 74HC595
   SDI = OutputDevice(17)   # Ingresso dati seriali
   RCLK = OutputDevice(18)  # Ingresso clock della memoria (Clock del registro)
   SRCLK = OutputDevice(27) # Clock del registro a scorrimento

   # Codici esadecimali per visualizzare le cifre su un display a 7 segmenti a catodo comune
   segCode = [
       0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d,
       0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71
   ]

   def hc595_shift(data):
       # Scorrimento di 8 bit di dati nel 74HC595
       for bit in range(8):
           # Imposta SDI su alto o basso in base al bit di dati
           SDI.value = 0x80 & (data << bit)
           # Attiva il clock del registro a scorrimento
           SRCLK.on()
           sleep(0.001)
           SRCLK.off()
       # Blocca i dati sull’uscita attivando il clock della memoria
       RCLK.on()
       sleep(0.001)
       RCLK.off()

   def display_all_on():
       # Funzione per accendere tutti i segmenti (per display a 7 segmenti a catodo comune)
       all_on_code = 0x3f
       hc595_shift(all_on_code)
       print("Displaying all segments on")

   try:
       while True:
           # Visualizza ciascuna cifra esadecimale sul display a 7 segmenti
           for code in segCode:
               hc595_shift(code)  # Trasferisci il codice nel 74HC595
               # Stampa il codice del segmento visualizzato
                   print(f"Displaying segCode[{segCode.index(code)}]: 0x{code:02X}")
               sleep(0.5)  # Pausa tra ogni cifra visualizzata

   except KeyboardInterrupt:
       # Gestisce l'interruzione dello script (ad es. Ctrl+C)
       pass


**Spiegazione del Codice**

#. Questo snippet importa le classi necessarie per il progetto. ``OutputDevice`` da ``gpiozero`` è usato per controllare i componenti hardware collegati ai pin GPIO, e ``sleep`` da ``time`` per aggiungere ritardi.

   .. code-block:: python

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

#. SDI, RCLK e SRCLK corrispondono rispettivamente all'Ingresso Dati Seriali, all'Ingresso Clock della Memoria (Clock del Registro) e al Clock del Registro a Scorrimento del 74HC595.

   .. code-block:: python

       # Pin GPIO collegati al registro a scorrimento 74HC595
       SDI = OutputDevice(17)   # Ingresso dati seriali
       RCLK = OutputDevice(18)  # Ingresso clock della memoria (Clock del registro)
       SRCLK = OutputDevice(27) # Clock del registro a scorrimento


#. ``segCode`` è un array che contiene i codici esadecimali per ogni cifra da visualizzare sul display a 7 segmenti.

   .. code-block:: python

       # Codici esadecimali per visualizzare le cifre su un display a 7 segmenti a catodo comune
       segCode = [
           0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d,
           0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71
       ]

#. Questa funzione scorre 8 bit di dati nel 74HC595. Immette ciascun bit in ``SDI``, attiva ``SRCLK`` per scorrere il bit e utilizza ``RCLK`` per bloccare i dati sull'uscita.

   .. code-block:: python

       def hc595_shift(data):
           # Scorrimento di 8 bit di dati nel 74HC595
           for bit in range(8):
               # Imposta SDI su alto o basso in base al bit di dati
               SDI.value = 0x80 & (data << bit)
               # Attiva il clock del registro a scorrimento
               SRCLK.on()
               sleep(0.001)
               SRCLK.off()
           # Blocca i dati sull’uscita attivando il clock della memoria
           RCLK.on()
           sleep(0.001)
           RCLK.off()

#. Questa funzione accende tutti i segmenti del display inviando un codice specifico a ``hc595_shift``.

   .. code-block:: python

       def display_all_on():
           # Funzione per accendere tutti i segmenti (per display a 7 segmenti a catodo comune)
           all_on_code = 0x3f
           hc595_shift(all_on_code)
           print("Displaying all segments on")

#. Nel ciclo principale, ogni codice in ``segCode`` viene inviato al display in sequenza, con una pausa tra ciascuno.

   .. code-block:: python

       try:
           while True:
               # Visualizza ciascuna cifra esadecimale sul display a 7 segmenti
               for code in segCode:
                   hc595_shift(code)  # Trasferisci il codice nel 74HC595
                   # Stampa il codice del segmento visualizzato
                          print(f"Displaying segCode[{segCode.index(code)}]: 0x{code:02X}")
                   sleep(0.5)  # Pausa tra ogni cifra visualizzata

#. Questa parte del codice gestisce l'interruzione dello script (come Ctrl+C) in modo sicuro.

   .. code-block:: python

       except KeyboardInterrupt:
           # Gestisce l'interruzione dello script (ad es. Ctrl+C)
           pass