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1.1.4 7セグメントディスプレイ
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イントロダクション
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このプロジェクトでは、0から9およびAからFの数字と文字を表示するために7セグメントディスプレイを駆動します。

コンポーネント
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.. image:: img/list_7_segment.png


回路図
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74HC595のST_CPをRaspberry PiのGPIO18に、SH_CPをGPIO27に、DSをGPIO17に接続し、パラレル出力ポートをLEDセグメントディスプレイの8つのセグメントに接続します。SH_CP（シフトレジスタのクロック入力）が立ち上がりエッジにあるときにDSピンにデータを入力し、ST_CP（メモリのクロック入力）が立ち上がりエッジにあるときにメモリレジスタにデータを入力します。その後、Raspberry PiのGPIOを介してSH_CPとST_CPの状態を制御し、シリアルデータ入力をパラレルデータ出力に変換してRaspberry PiのGPIOを節約し、ディスプレイを駆動することができます。

.. image:: img/schematic_7_segment.png

実験手順
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**ステップ1:** 回路を構築します。

.. image:: img/image73.png

**ステップ2:** コードのフォルダに移動します。

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block::

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/nodejs/

**ステップ3:** コードを実行します。

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block::

    sudo node 7-segment_display.js

コードが実行されると、7セグメントディスプレイに0-9、A-Fが表示されます。

**コード**

.. code-block:: js

    const Gpio = require('pigpio').Gpio;

    const segCode = [0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71];

    const SDI = new Gpio(17, { mode: Gpio.OUTPUT });
    const RCLK = new Gpio(18, { mode: Gpio.OUTPUT });
    const SRCLK = new Gpio(27, { mode: Gpio.OUTPUT });

    function hc595_shift(dat) {
        for (let j = 0; j < 8; j++) {
            let code = 0x80 & (dat << j);
            if (code != 0) {
                code = 1;
            }
            SDI.digitalWrite(code);
            SRCLK.trigger(1,1);
        }
        RCLK.trigger(1,1);
    }

    let index = -1;
    setInterval(() => {
        index = (index+1)%16;
        hc595_shift(segCode[index]);
    }, 1000);


**コードの説明**

.. code-block:: js

    const segCode = [0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71];

0からFまでの16進数（共通カソード）のセグメントコード配列を定義します。   

.. code-block:: js

    const SDI = new Gpio(17, { mode: Gpio.OUTPUT });
    const RCLK = new Gpio(18, { mode: Gpio.OUTPUT });
    const SRCLK = new Gpio(27, { mode: Gpio.OUTPUT });

ピン17、18、27を出力モードとして初期化し、それぞれを ``SDI`` 、 ``RCLK`` 、 ``SRCLK`` にコピーします。

.. code-block:: js

    function hc595_shift(dat) {
        for (let j = 0; j < 8; j++) {
            let code = 0x80 & (dat << j);
            if (code != 0) {
                code = 1;
            }
            SDI.digitalWrite(code);
            SRCLK.trigger(1,1);
        }
        RCLK.trigger(1,1);
    }

``hc595_shift`` 関数を実装して、 ``segCode`` 配列のフィールドを数字に変換し、デジタルチューブに表示します。

.. code-block:: js

    let code = 0x80 & (dat << j);
    if (code != 0) {
        code = 1;
    }
    SDI.digitalWrite(code); 

datデータをビットごとにSDI(DS)に割り当てます。ここでdat=0x3f（0011 1111）、j=2の場合、0x3fは2ビット右シフトします（<<）。1111 1100 (0x3f << 2) & 1000 0000 (0x80) = 1000 0000、これはtrueです。この時点で、1がSDIに書き込まれます。

.. code-block:: js

    SRCLK.trigger(1,1);

立ち上がりエッジパルスを生成し、DSデータをシフトレジスタに移動します。

``trigger(pulseLen, level)``
    * pulseLen - マイクロ秒単位のパルス長（1 - 100）
    * level - 0または1

GPIOにトリガーパルスを送信します。GPIOはpulseLenマイクロ秒間levelに設定され、その後levelでない状態にリセットされます。

.. code-block:: js

    RCLK.trigger(1,1);

立ち上がりエッジパルスを生成し、データをシフトレジスタからストレージレジスタに移動します。

.. code-block:: js

    let index = -1;
    setInterval(() => {
        index = (index+1)%16;
        hc595_shift(segCode[index]);
    }, 1000);

最後に、 ``hc595_shift()`` 関数を使用して ``segCode`` のフィールドを変換し、デジタルチューブを通じて表示します。

現象の写真
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.. image:: img/image74.jpeg