Большой семисегментный светодиод на интерфейсе SPI
В статье рассмотрен простой в сборке и применении большой светодиод общего назначения на шине последовательного периферийного интерфейса SPI. Возможно расширение схемы для отображения многоразрядных чисел, при этом для получения данных с любой микропроцессорной платы по-прежнему потребуется лишь три контакта.


В схеме для приема последовательных данных с микроконтроллерной платы используется регистр сдвига с последовательным вводом и параллельным выводом 74HC595. На схеме это элемент U5; SER — ввод данных; SRCLK — стартовый импульс, RCLK — стоповый импульс. Каждый бит данных сдвигается внутри регистра по нарастающей переднего фронта стартового импульса. Как только все битовые данные сдвинулись в 8-битовый регистр, передний фронт импульса остановки перепишет данные на каждом выходе, т. е. QA-QH.
Большой светодиод собирается из дешевых точечных светодиодов. Каждый сегмент имеет по пять точечных светодиодов, последовательно соединенных с ограничительным резистором, подключаемым к шине +12 В. Логическая единица на входе ULN2003 инициирует низкий уровень на выходе, таким образом сигнал со светодиодов идет в чип. В драйвере предусмотрено 7 бит на сегменты a, b, c, d, e, f и g, а Q1 для отображения точки разделения разрядов.
Многоразрядное число легко отобразить путем подсоединения QH к биту пооследовательносго ввода следующего знака, см.схему ниже. Обратите внимание, что стартовый и стоповый выводы платы подключены к каждому 74HC595.
Ниже приведен пример индикатора температуры с четырьмя цифрами на основе светодиодов. К индикатору плату управления можно присоединить при помощи 10-контактного разъема J2, к примеру, с задней стороны.
Contribution to SPI LED
Простая в сборке односторонняя светодиодная плата на четыре знака пригодна для отображения времени и температуры. Изготовлена Мохамедом Кикия. В Zip-архиве содержится три файла формата DXF. Фотография ниже иллюстрирует тестовое подключение платы к таймеру.


Перевод по заказу РадиоЛоцман
Знакомство с микросхемой регистра сдвига 74HC595 — управление 16 светодиодами
Из этого руководства вы узнаете, как управлять 16 светодиодами используя всего 3 линии управления. Мы осуществим это путем последовательной передачи данных в сдвиговые регистры 74HC595.

Микросхема 74HC595 содержит 8 битный регистр хранения и 8 битный сдвиговый регистр. Данные последовательно передаются в сдвиговый регистр, затем фиксируются в регистре хранения. К регистру хранения подключены 8 выходных линий. На картинке ниже показано расположение выводов микросхемы 74HC595.



Вывод 14 (DS) это вывод данных. В некоторых описаниях он обозначается как «SER».
Когда уровень на выводе 11 (SH_CP, иногда обозначается как SRCLK) переходит из низкого в высокий, значение на выводе DS сохраняется в сдвиговом регистре, при этом данные сдвигаются на один разряд, чтобы предоставить место для нового бита.
Пока на выводе 12 (ST_CP, иногда обозначается как RCLK) низкий уровень, данные записываются в регистр сдвига. Когда уровень переходит в высокий, данные из сдвигового регистра фиксируются в регистре хранения, из которого поступают на выводы Q0…Q7.
На представленной ниже временная диаграмме, показано, каким образом можно установить на выходах Q0…Q7 микросхемы значение 11000011, учитывая что изначально там было значение 00000000.

Ниже показана схема, которую мы соберем в несколько шагов.
Мы используем перфорированную макетную плату с контроллером Atmega8, которую использовали во многих наших проектах. Добавим еще 2 пустых макетных платы и подведем к ним питание.

Установим микросхему регистра сдвига и подключим к ней питание +5 В и общий провод.

Теперь проведем 3 линии управления между микроконтроллером и регистром сдвига, для чего подсоединим:
- PC0 к DS
- PC1 к ST_CP
- PC2 к SH_CP
Этими линиями являются 3 синих провода на картинке ниже.

Затем подключим светодиоды и резисторы. Я использовал резисторы сопротивлением 510 Ом, но допустимы и другие номиналы.

Для демонстрации работы схемы я написал небольшую программу, которая выводит перемещающийся из стороны в сторону огонек на 8 светодиодах.
Все это конечно впечатляет, но разве я не говорил, что мы будем управлять 16 светодиодами? Чтобы сделать это, нам потребуется еще один сдвиговый регистр 74HC595, больше светодиодов, больше резисторов и больше оранжевых и голубых проводов.
Мы используем вывод Q7, чтобы соединить регистры сдвига в одну цепочку.
Модифицированная схема показана ниже.

Мы остановились на 16 светодиодах, но можно соединить в одну цепочку еще больше регистров сдвига. Эта методика конечно не ограничивается управлением светодиодами, ее можно использовать для увеличения числа портов вывода, чтобы управлять другими видами устройств.
Одно предупреждение касательно этой методики. Когда вы включаете схему, на выходах регистров наблюдаются некоторое произвольное значение. Для того чтобы записать требуемое значение, требуется меньше микросекунды, но для некоторых схем это может стать причиной проблем. В этом случае вы должны использовать выводы MR и OE, для сброса регистров хранения.
Перевод: [IMG]/i/Image/wand.gif[/IMG] по заказу РадиоЛоцман

Купить 74HC595 на РадиоЛоцман.Цены — от 0.81 до 29 ₽
67 предложений от 34 поставщиков
74HC595N — набор последовательно соединённых триггеров, одна из самых популярных микросхем своего класса. Позволяет, например, размножить количество выходов на платах -.

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
| Фрагменты обсуждения (только последние 20 сообщений): | Полный вариант обсуждения » |
- угу.
- И чё делать ?
- Попробую угодать . Поставить второй выпрямитель с обратным диодом, и операционник инвертирующий напряжение на вход МК ! А в программе уже можно сделать ВСЁ !
- зачем?
- Задействовать второй канал АЦП , первый считать половиной , и прибавить второй ,тот что считанный инвертированный ( тот что другой полярности ) И будет общая картина . Мне кажется что на выходе будет точная картина происходящего .
- А можно просто поставить диодный мост по сети, фильтр , и делитель напряжения для МК . и не епать мозги !! Так ?
- к сожалению не будет. ваша входная часть измеряет средние напряжение , которое вы привели к эффективному изменяя делитель подогнав показания. и это будет работать только с постоянной формой сигнала, с тиристорами это не работает изменяется форма сигнала , меняется коэф. между средним и эффективным. вход можно реализовать обычным делителем , приведя 0в на входе к 2,5в на АЦП и потеряв разрядность до 9. далее измерять мгновенное и вычислять эффективное, но тут есть проблема , чтобы нормально замерить мгновенное для тиристора нужно шаг хотя бы в 1гарад , а это минимум 180 отсчетов на полупериод 10мс , те 55,(5) мкс , у пика ни быстродействия, ни памяти не хватает. если приводить к 2град и мерится с точностью в пару вольт то вполне работает.
- Схема не подразумевает считывания каких то быстрых значений, все значения напряжения выпрямляются ( сглаживаются конденсатороми) и делятся в резестивных делителях для МК. То есть Мк считывает уже выпрямленный сигнал замеряет его и выводит на 7 дисплей.
- вот и я об этом. вы же за тиристор спрашивали, я вам ответил.
- А я про мост диодный писал ! Если его внедрить вместо одного диода на считывание МК.
- без разницы , изменение коэф. между средним и эффективным ни куда не деницо, а вот в схему придется добавлять гальваническую развязку или по входу или по питанию.
- А в обычных мультиметрах как? Отбросим развязку от сети конечно. Они тоже не умеют адекватно показывать параметр такого типа?
- именно так, поэтому в навороченные добавлена функция TrueRMS
- Но ведь можно же сделать на уровне аналога , типа сложение , вычитание сигналов оперрационниками ? МК только замерять ?
- Кстати, с Днём Победы Всех форумчан . С днём Победы люди .
- можно, их много есть. MX536/636 , AD536a , AD8361, LTC1966 ,в [URL=»https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/1966fb.pdf»]ДШ[/URL] на последний есть таблица ошибки измерения от угла открытия триака. выводы можете сделать сами.
- Они дорогие, минимальная цена ltc1966 на Али около 300 рублей !
- А если детектировать отдельно каждый полупериод диодом и конденсатором , и слегка дать нагрузку , которой будет делитель . А потом отрицательный результат инвертировать и подать на второй вход АЦП , а там уже суммировать без проблем . .
- Взять вольтметр среднеквадратичный стрелочный. Электромагнитной системы. У которого на шкале нарисован не постоянный магнитик-подковка, а электромагнитик изображен. Ему форма переменного тока до одного места, он эффективное значение будет измерять по любому в заявленном диапазоне частот.
- Это как то не современно . Да и не интересно . Хочется поставить задачу и её решить .
Публикации по теме
- DatasheetsИР2 — два 4-разрядных регистра сдвига 561ИР2 = CD4015A
- ФорумPIC12F683 плюс два регистра сдвига 595. Проблема с АЦП
- ФорумУправление светодиодами
- ФорумУправление светодиодами
- ФорумОбсуждение: Управление стандартными светодиодами с помощью токоограничительных диодов
Rclk на схеме что это
Доброго времени суток, радиолюбители и профессионалы. У меня небольшая проблемка, а именно непонимание некоторых функций сдвигового регистра модели SN74HC595N.
К сообщению прикреплён pdf даташит на Английском языке. В нём описаны такие непонятные мне функции, как SRCLK и RCLK.
Хоть в английском не полный дурак, но не пойму при чём тут часы, а если это тактовая частота, то при чём тут она?
Объясните неучу, пожалуйста.
![]()
P.S. не уверен что создал тему в нужном разделе, админ извини, если что.
картинка
| Вложения: |
| DOC000204453.pdf [656.54 KiB] Скачиваний: 359 |
_________________
Не микроконтроллером единым
Заголовок сообщения: Re: Непонятные функции сдвигового регистра SN74HC595N
Добавлено: Пн дек 14, 2020 14:09:45
По сигналу SRCLK данные записываются в «первый регистр» (сдвигаются), по сигналу RCLK принятые в «первый регистр» данные перезаписываются в выходной регистр и если разрешен вывод, то эти данные появляются на шине вне микросхемы
_________________
Загружая на вход компьютера «мусор», на выходе получим «мусор^32».
PS. Не работаю с: Proteus, Multisim, EWB, Micro-Cap. не спрашивайте даже
Заголовок сообщения: Re: Непонятные функции сдвигового регистра SN74HC595N
Добавлено: Пн дек 14, 2020 15:50:18
| Первый раз сказал Мяу! |
По сигналу SRCLK данные записываются в «первый регистр» (сдвигаются), по сигналу RCLK принятые в «первый регистр» данные перезаписываются в выходной регистр и если разрешен вывод, то эти данные появляются на шине вне микросхемы
Тоесть это просто спец. функции, и для того чтобы просто писать данные в сдвиговый регистр последовательно, со стандартным сдвигом, можно просто подавать сигналы на SER, а RCLK и SRCLK просто не трогать? Я правильно понял?
_________________
Не микроконтроллером единым
Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет
Заголовок сообщения: Re: Непонятные функции сдвигового регистра SN74HC595N
Добавлено: Пн дек 14, 2020 16:24:22
Тоесть это просто спец. функции, и для того чтобы просто писать данные в сдвиговый регистр последовательно, со стандартным сдвигом, можно просто подавать сигналы на SER, а RCLK и SRCLK просто не трогать? Я правильно понял?
Нет, неправильно.. Это УПРАВЛЕНИЕ РЕГИСТРОМ
Вот таблица:
Какой- то у вас даташит странный.. Хотя в чипдипе он же..
Вот тут:
https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=65110
вроде неплохо описана работа этого регистра
SRCLK передвигает данные, поступающие на вход регистра (SER) по каждому «клоку» на один шаг, а RCLK передаёт данные (в том состоянии, в котором они находятся на этот момент времени) из самого регистра на выходы.
Если вы умеете пользоваться протеусом, то там можно посмотреть, что происходит с регистром в «типа ручном управлении»..
Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель.
Заголовок сообщения: Re: Непонятные функции сдвигового регистра SN74HC595N
Добавлено: Пн дек 14, 2020 16:51:33
То есть это просто спец. функции
Любой SPI в общем случае имеет ЧЕТЫРЕ сигнала. Два — это данные (входные и выходные). Один — клоки мастера (сдвигающее тактирование). И еще один — чип селект. Последний сигнал не препятствует сдвигу. Он перезаписывает ПО ЗАДНЕМУ фронту данные из сдвигового регистра на выход или в исполнительный регистр микросхемы-слейва SPI шины. Без перезаписи данные просто будут проталкиваться на выход самого SPI клоками мастера.
Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств.
Заголовок сообщения: Re: Непонятные функции сдвигового регистра SN74HC595N
Добавлено: Пн дек 14, 2020 17:30:04
| Первый раз сказал Мяу! |
Благодарю, ознакомлюсь. Дело в том, что мне нужно с микроконтроллера посылать байт информации на сдвиговый регистр, откуда сигналы пойдут на сборку дарлингтона для включения нужных сегментов ВЛИ. Вот и пытаюсь понять куда байты загружать. Тоесть без перезаписи данные просто будут заменятся новыми? Если так, то так и нужно!
Добавлено after 10 minutes 59 seconds:
ПОНЯЛ! Это что-то вроде «Защёлки»(RCLK) а SRCLK это передвигает данные?
// отправляем в цикле по два байта в сдвиговые регистры
for(byte i = 0; i digitalWrite(RCLK, LOW); // открываем защелку
shiftOut(DIO, SCLK, MSBFIRST, digit[digitBuffer[i]]); // отправляем байт с «числом»
shiftOut(DIO, SCLK, MSBFIRST, chr[i]); // включаем разряд
digitalWrite(RCLK, HIGH); // защелкиваем регистры
delay(1); // ждем немного перед отправкой следующего «числа»
>
>
Добавлено after 13 minutes 14 seconds:
Meteor, КРАМ, АлександрЛ, Спасибо огромное! С наступающим!
_________________
Не микроконтроллером единым

Заголовок сообщения: Re: Непонятные функции сдвигового регистра SN74HC595N
Добавлено: Пн янв 11, 2021 20:28:31
| Встал на лапы |
Доброго времени суток.
Есть неплохая библиотека для работы со сдвиговым регистром 74HC595
shiftreg.cpp
Собрал схемку в протеусе, проверил, работает. Это просто счетчик импульсов на ATiny85 с выводом значений на семисегментные индикаторы.
Мой проект в рамках самообразования (код черновик).
Но я решил пойти несколько дальше, т.к. непосредственно на 74HC595 много
не подключить, по току есть ограничения. Конечно выручит ULN2803A.
https://www.chipdip.ru/product/uln2803a-stm
Матрица из восьми транзисторов Дарлингтона, 500мА, 50В.
Однако есть сдвиговые регистры уже с силовыми ключами — TPIC6C595N напр.
Описаний его и поделок, тем более библиотек — не много, и то все ардуиновские.
С ардуино особо не дружу — предпочитаю чистый C/C++ и голый МК.
http://labdegaragem.com/forum/topics/pl . t%3A644315
У меня есть намерение что-нибудь сделать на этом регистре. Ну там бегущие поворотники, да мало ли чего.
Наброски кода уже есть, но вот в протеусе подходящей модели не нашел. Начал лепить
этот регистр из примитивов. И на этом дело остановилось. Может быть кто подскажет
чем можно заменить TPIC6C595N в протеусе или как синтезировать сей девайс.
(Здесь Datasheet на TPIC6C595N)
https://www.chipdip.ru/product/tpic6c595n
| Вложения: |
| Комментарий к файлу: Начало есть, а что дальше пока не знаю. TPIC6C595-0.png [12.73 KiB] Скачиваний: 212 |
| TPIC6C595.png [36.43 KiB] Скачиваний: 198 |
| 2021-01-11_202651.png [44.14 KiB] Скачиваний: 197 |
Заголовок сообщения: Re: Непонятные функции сдвигового регистра SN74HC595N
Добавлено: Пн янв 11, 2021 23:13:31
Если сравнить эти микросхемы (74HC595 и TPIC6C595) в представлении стандарта » IEC logic symbol» то «функционально» они одинаковы, и, скорее всего, для TPIC6C595 можно попробовать использовать библиотеку для 74HC595 , а в протеусе просто поставить 74HC595..
С учётом того, что у них нумерация выводов не совпадает..

Заголовок сообщения: Re: Непонятные функции сдвигового регистра SN74HC595N
Добавлено: Вт янв 12, 2021 04:08:29

если ТС работать с ВЛИ то пока не позно меняй регистр на sn75518
тогда тебеж не нужны будут ВВ ключи
все равно код ПОКА не написан пиши сразу под него
Добавлено after 4 minutes 36 seconds:
strobe там заточен на АРЯ можно не применять подаф 0
_________________
Z Мудрость(Опыт и выдержка) приходит с годами.
Все Ваши беды и проблемы, от недостатка знаний.
Умный и у дурака научится, а дураку и ..
Алберт Ейнштейн не поможет и ВВП не спасет.и МЧС опаздает

Заголовок сообщения: Re: Непонятные функции сдвигового регистра SN74HC595N
Добавлено: Вс янв 17, 2021 16:56:23
| Встал на лапы |
Здравствуйте уважаемые коты. Коли здесь упоминается о сдвиговом регистре 74HC595, то за вечерок (дело было вечером — делать было нечего) я написал некоторую реализацию его применения в связке с матрицей из восьми транзисторов Дарлингтона — ULN2803A. Среда разработки AtmelStudio, MCU Attiny13. Назвал это дело «Веселый стоп-сигнал» и «Веселый поворотник». Может быть себе на мотоцикл приколхозю. Код на Си. Дополнительно решил разобраться как правильно укладывать микроконтроллер спать и как его будить. Электроэнергию надо экономить. Для «помигать светодиодами» счел целесообразным снизить частоту до 128 kHz, ну и поиграть с единственным таймером на Attiny13. Это регистры OCR0A/TCCR0B (Output Compare Register и Timer/Counter Control Register). Просимулировал в протеусе — вроде как фурычит.
Стоп-сигнал
Сигнал поворотника
Отличие одного кода от другого лишь в логике организации беготни светодиодных огоньков. Кроме того, функции сдвигового регистра не предусматривают возможности каскадирования.
| Вложения: |
| Комментарий к файлу: Стоп-сигнал в протеусе Cheerful_stop_signal-2.gif [165.58 KiB] Скачиваний: 201 |
| Комментарий к файлу: Поворотник в протеусе Cheerful_turn_signal.gif [157.8 KiB] Скачиваний: 195 |
Микроконтроллеры
Победил! Если подтянуть RCLK к 0 тогда выходная защелка при включении питания устанавливается в 0, если подтянуть к 1 выходная защелка ставится в 1. Я думаю это справедливо для микросхем любых производителей, у меня NXP.
-
- Пока не изменится скорость нарастания напряжения питания (от температуры, например). — De_User (02.08.2018 10:59 )
- Подтянутый к земле строб больше ничего не боится. — max (02.08.2018 11:45 )
- Рад, что не боится. Вопрос в другом: каким образом гарантируется состояние выходных регистров D типа? — De_User (02.08.2018 11:59 )
- Сдвигом нужных данных 🙂 — VLLV (02.08.2018 12:10 )
- В том то и дело. Схемы, подобные Power-On-Reset, в 74HC595 отсутствуют. — De_User (02.08.2018 12:27 )
- После подачи питания в выходных регистрах может быть только 0. Единички туда пролетают вместе фронтом питания. — max (02.08.2018 15:41 )
- Откуда сведения? — SciFi (02.08.2018 15:43 )
- Так налетел на тоже самое, после смены 795 на техасские. Офигел. Пришлось разобраться. У нас все сигналы были подвешены на питание. Поочередно отключал все на плате. В конце осталась толь SN-ка и подтяжка. Выходы все равно клацали. Осцилл показалmax (169 знак., 02.08.2018 16:09 )
- Я про вот это: «После подачи питания в выходных регистрах может быть только 0». Откуда эти сведения? Где написано? Или сугубо эмпирические данные? — SciFi (02.08.2018 16:12 )
- Инверсный выход RS триггера на принципиальной схеме. Ну и эмпирически тоже. — max (02.08.2018 18:31 )
Лето 7532 от сотворения мира. При использовании материалов сайта ссылка на caxapу обязательна. Вебмастер
MMI © MMXXIV
- Я про вот это: «После подачи питания в выходных регистрах может быть только 0». Откуда эти сведения? Где написано? Или сугубо эмпирические данные? — SciFi (02.08.2018 16:12 )
- Так налетел на тоже самое, после смены 795 на техасские. Офигел. Пришлось разобраться. У нас все сигналы были подвешены на питание. Поочередно отключал все на плате. В конце осталась толь SN-ка и подтяжка. Выходы все равно клацали. Осцилл показалmax (169 знак., 02.08.2018 16:09 )
- Откуда сведения? — SciFi (02.08.2018 15:43 )
- После подачи питания в выходных регистрах может быть только 0. Единички туда пролетают вместе фронтом питания. — max (02.08.2018 15:41 )
- В том то и дело. Схемы, подобные Power-On-Reset, в 74HC595 отсутствуют. — De_User (02.08.2018 12:27 )
- Сдвигом нужных данных 🙂 — VLLV (02.08.2018 12:10 )
- Рад, что не боится. Вопрос в другом: каким образом гарантируется состояние выходных регистров D типа? — De_User (02.08.2018 11:59 )
- Подтянутый к земле строб больше ничего не боится. — max (02.08.2018 11:45 )
- Пока не изменится скорость нарастания напряжения питания (от температуры, например). — De_User (02.08.2018 10:59 )