Ардуино Регистр НС595 и LCD1602

это справочный листок или азбука цифровой техники . Несколько устройств которые используются с Arduino.

регистр- защелка в современном исполнении 74 серия – логическая схема которая может увеличить количество выводов у Ардуино как бы, перевод последовательный цифровой код в параллельный.

в большинстве цифровых устройств даже в компьютере ibm pc используется и параллельный регистр- защелка , 74ls323 к555ир23, тоже возможно будет, а здесь более нужный вариант для микроконтроллера, у которого всего 4 – 7 выводов универсальных можно использовать. Будет пример – часы на цифровых лампах, на советских ИН14 ИН-16 , где получается в каждой неонке 9 цифр и запятая еще, а ламп минимум 4 а то и 6 с секундами, через регистры включаются 60 электродов.

Официальный сайт компании Arduino по адресу arduino.cc

Arduino.ru

Главная

Множим выходы с помощью сдвигового регистра 74HC595

Пт, 18/02/2011 – 21:59 | by Alexander

Рассмотрим типичную ситуацию, когда вам нужно больше выходов (пинов), чем может предложить контроллер Arduino. В этом случае самый простой выход — использовать сдвиговый регистр. В данном примере используется 74HC595.

74HC595 — восьмиразрядный сдвиговый регистр с последовательным вводом, последовательным или параллельным выводом информации, с триггером-защелкой и тремя состояниями на выходе.

Другими словами этот регистр позволяет контролировать 8 выходов, используя всего несколько выходов на самом контроллере. При этом несколько таких регистров можно объединять последовательно для каскадирования. Другие подходящие регистры можно поискать по комбинации “595” и “596” в серийном номере. Так, например, STP16C596 может управлять 16 светодиодами одновременно без использования дополнительных резисторов.

В данной схеме используется принцип синхронизированной последовательной передачи сигнаналов. Необходимые значения сигнала (биты HIGH или LOW)  передаются в регистр один за другим, при этом регистр получает синхронизирующий сигнал, который заставляет его считать сигнал с входа. Когда байт (1 байт = 8 бит) считан, значения всех 8 бит распределены по выходам. То есть передаем в регистр сигналы последовательно, на выходах регистра имеем параллельно 8 сигналов.

74HC595 может отдавать сигналы не только параллельно, но и последовательно. Это необходимо при объединении нескольких регистров, для получения 16 и более выходов. В этом случае первые 8 бит сигнала передаются на следующий регистр для параллельного вывода на нем, об этом будет рассказано более подробно во втором примере.

Три возможных состояния на выходе, упомянутые выше, означают, что выход регистра может иметь не только логический ноль или единицу (HIGH или LOW), но и быть в высокоомном (высокоимпедансном) состоянии — когда выход отключен от схемы. В высокоомное состояние не может быть переведен отдельный выход, а только все выходы регистра разом. Если мы говорим об управлении светодиодами, это может быть полезно в случае, когда мы хотим переключить управление ими на другой контроллер. В примере ниже это состояние никак не используется и довольно редко может быть полезно.

Распиновка входов/выходов регистра
Пины 1-7, 15Q0 ” Q7Параллельные выходы
Пин 8GNDЗемля
Пин 9Q7″Выход для последовательного соединения регистров
Пин 10MRСброс значений регистра. Сброс происходит при получение LOW
Пин 11SH_CPВход для тактовых импульсов
Пин 12ST_CPСинронизация (“защелкивание”) выходов
Пин 13OEВход для переключения состояния выходов из высокоомного в рабочее
Пин 14DSВход для последовательных данных
Пин 16VccПитание
Пример с одним регистром

Подключим:

  • GND (пин 8) на землю
  • Vcc (пин 16) к питанию 5В
  • OE (пин 13) на землю
  • MR (пин 10) к питанию 5В

Итак, мы запитали регистр и сделали все выходы активными. Это несколько упрощенный способ подключения, так как в момент подачи питания на схему на выходах будут случайные значения. Можно контролировать пин MR и OE непосредственно с Arduino, чтобы обнулить входы и/или подключить выходы в нужный момент. Для упрощения схемы и минимизации количества задействованных выходов Arduino мы будем использовать более простую схему, так как значения регистров и выводов будут перезаписаны, как только программы начнет работать. 

Запитка сдвигового регистра 74HC595

Соединяем с Arduino:

  • DS (пин 14) с 11-ым цифровой выход Arduino (на схеме синий провод)
  • SH_CP (пин 11) с 12-ым цифровым выходом (желтый провод)
  • ST_CP (пин 12) c 8-ым (зеленый провод)

Далее эти выходы в тексте и коде именуются dataPin, clockPin и latchPin соответственно. Обратите внимание на конденсатор 0.1 микрофарада на latchPin, он минимизирует шум в схеме при подаче “защелкивающего” импульса.

подключения сдвигового регистра к Arduino

Подключаем светодиоды к выходам регистра 74HC595, катод (короткая ножка) светодиода подключается к общей земле, а анод (длинная ножка) через ограничительный 220-ОМ резистор к выходам регистра. При использовании регистров отличных от  74HC595 следует свериться с документацией и проверить схему подключения. К некоторым регистрам светодиоды подключаются наоборот — катод к выходам.

Подключение светодиодов к 74HC595

Схема подключения

Схема подключения светодиодов к Arduino через регистр 74HC595

Ниже приведен код трех программ. Первая, “Hello world”, выводит значения байта от 0 до 255. Вторая  по одному включает светодиоды. Третья циклически проходит по массиву.

Пониманию кода могут помочь “временная диаграмма сигналов” регистра и “таблица логики”. Когда clockPin переглючается с LOW на HIGH, регистр считывает значения с DS пина. По мере считывания данные записываются во внутреннюю память. Когда latchPin  переключается с LOW на HIGH, данные “защелкиваются”, то есть передаются на выходы регистра, включая светодиоды.

 Код примера 1.1показать код

Код примера 1.2показать код

Пример использования каскада сдвиговых регистров

В этом примере подключаются два регистра, доводя количество выходов до 16, при это на Arduino по прежнему задействовано то же количество выходов.

Подключаем второй регистр к питанию и общей земле точно так же, как и первый.

подключаем второй сдвиговый регистр 74HC595

Далее DS вход (пин 14) подключается к Q7′ выходу (пин 9) первого регистра (синий провод). А SH_CP (пин 11) и ST_CP (pin 12) подключаются параллельно регистру к соответствующим входам первого регистра. Желтый и зеленый провод соответственно.

каскадируем вторым регистром 74HC595

К выходам второго регистра подключаем зеленые светодиоды.

подключение светодиодов к второму регистру

Схема подключения

схема подключения каскада из двух сдвиговых регистров к Arduino

Код примера 2.1

//**************************************************************//
//  Name    : shiftOutCode, Hello World                               
//  Author  : Carlyn Maw,Tom Igoe, David A. Mellis
//  Date    : 25 Oct, 2006   
//  Modified: 21 Mar 2010 
//  Modified: 19 Feb 2011                              
//  Version : 2.0                                            
//  Notes   : Программа использует два сдвиговых регистра 74HC595
//          : для вывода значений от 0 до 255                         
//****************************************************************
 
//Пин подключен к ST_CP входу 74HC595
int latchPin = 8;
//Пин подключен к SH_CP входу 74HC595
int clockPin = 12;
//Пин подключен к DS входу 74HC595
int dataPin = 11;
 
 
 
void setup() {
  //устанавливаем режим OUTPUT
  pinMode(latchPin, OUTPUT);
  pinMode(clockPin, OUTPUT);
  pinMode(dataPin, OUTPUT);
}
 
void loop() {
  // отсчитываем от 0 до 255  и отображаем значение на светодиоде
  for (int numberToDisplay = 0; numberToDisplay < 256; numberToDisplay++) {
    // устанавливаем синхронизацию "защелки" на LOW
    digitalWrite(latchPin, LOW);
    // передаем отсчет для вывода на зеленые светодиоды
    shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, numberToDisplay); 
    // передаем обратный отсчет  для вывода на красные светодиоды
    shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, 255-numberToDisplay);
    //"защелкиваем" регистр, тем самым устанавливая значения на выходах
    digitalWrite(latchPin, HIGH);
    // пауза перед следующей итерацией
    delay(500);
  }
}

Код примера 2.2:

/*
 Программа поочередно включается все светодиоды, подключенные к двум
сдвиговым регистрам 74HC595 .Created 22 May 2009
 Modified 23 Mar 2010
 by Tom Igoe
 */
 
//Пин подключен к ST_CP входу 74HC595
const int latchPin = 8;
//Пин подключен к SH_CP входу 74HC595
const int clockPin = 12;
//Пин подключен к DS входу 74HC595
const int dataPin = 11;
 
char inputString[2];
 
void setup() {
   //устанавливаем режим OUTPUT
  pinMode(latchPin, OUTPUT);
  pinMode(dataPin, OUTPUT); 
  pinMode(clockPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("reset");
}
 
void loop() {
  // проходим циклом по всем 16 выходам двух регистров
  for (int thisLed = 0; thisLed < 16; thisLed++) {
    // записываем сигнал в регистр для очередного светодиода
    registerWrite(thisLed, HIGH);
    // если это не первый светодиод, то отключаем предыдущий
    if (thisLed > 0) {
      registerWrite(thisLed - 1, LOW);
    }
    // если это первый светодиод, то отключаем последний
    else {
      registerWrite(15, LOW);
    }
    // делаем паузу перед следующией итерацией
    delay(250);
  }
 
}
 
// этот метод отсылает бит на сдвиговый регистр
 
void registerWrite(int whichPin, int whichState) {
  // для хранения 16 битов используем unsigned int
  unsigned int bitsToSend = 0;   
 
  // выключаем светодиоды на время передачи битов
  digitalWrite(latchPin, LOW);
 
  // устанавливаем HIGH в соответствующий бит
  bitWrite(bitsToSend, whichPin, whichState);
 
  // разбиваем наши 16 бит на два байта
  // для записи в первый и второй регистр
  byte registerOne = highByte(bitsToSend);
  byte registerTwo = lowByte(bitsToSend);
 
  // "проталкиваем" байты в регистры
  shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, registerTwo);
  shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, registerOne);
 
  // "защелкиваем" регистр, чтобы биты появились на выходах регистра
  digitalWrite(latchPin, HIGH);
}

Экранчик на жидких кристаллах. ( на многих приборах раньше были и неоновые цифры – но они не дешевые и им надо напряжение 200 вольт) еще как вариант есть индикаторы светодиодные – восьмерки из светящихся сегментов. Самый экономичный из всех, меньшее потребление тока, конечно на жидких кристаллах.

LCD 16×02 i2c подключение дисплея к Ардуино

Подключение lcd 1602 к Arduino i2c

СОДЕРЖАНИЕ ►

LCD дисплей Arduino позволяет визуально отображать данные с датчиков. Расскажем, как правильно подключить модуль QAPASS LCD к Arduino по I2C и рассмотрим основные команды инициализации и управления LCD 1602. Также рассмотрим различные функции в языке программирования C++, для вывода текстовой информации на дисплее, который часто требуется использовать в проектах Ардуино.

Видео. Arduino LCD Display I2C 1602

Как подключить к Arduino LCD без I2C

Текстовый экран 16×2 используется для вывода информации с датчиков, отображения меню или подсказок. На экране выводятся черные символы размером 5×8 пикселей. Встроенная подсветка включается подачей питания на пины модуля. Текстовый дисплей 16×2 без модуля IIC подключается к микроконтроллеру через 16 контактов. Распиновка экрана с примером подключения размещена ниже.

Для этого занятия потребуется:

  • Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
  • LCD монитор 1602 i2c;
  • провода «папа-мама».
Схема подключения текстового экрана 16x2 к Ардуино
Схема подключения текстового экрана 16×2 к Ардуино
LCD 1602 i2cArduino UnoArduino NanoArduino Mega
GNDGNDGNDGND
VCC5V5V5V
SDAA4A420
SCLA5A521

Жидкокристаллический дисплей имеет 2 ряда по 16 символов, отсюда и его название LCD 1602. В память устройства встроено 192 знака, еще 8 знаков может определить сам пользователь. При подключении дисплея без IIC модуля потребуется использовать 6 портов общего назначения у микроконтроллера Arduino, не считая питания. Соберите схему, как на картинке выше и загрузите следующую программу в плату.

Скетч. Ардуино и LCD 1602 без I2C модуля

Пояснения к коду:

  1. для данного примера используется стандартная библиотека LiquidCrystal.h для QAPASS, которая не поддерживает кириллицу;
  2. чтобы упростить схему и не использовать большое количество пинов микроконтроллера, следует использовать дисплей с модулем I2C.

Принцип работы I2C интерфейса Arduino

I2C — последовательная двухпроводная шина для связи интегральных схем внутри электронных приборов, известна, как I²C или IIC (англ. Inter-Integrated Circuit). I²C была разработана фирмой Philips в начале 1980-х годов, как простая 8-битная шина для внутренней связи между схемами в управляющей электронике (например, в компьютерах на материнских платах, в мобильных телефонах и т.д.).

Схема i2c интерфейса для подключения lcd1602
Схема i2c интерфейса для подключения lcd16x2

В простой системе I²C может быть несколько ведомых устройств и одно ведущее устройство, которое инициирует передачу данных и синхронизирует сигнал. К линиям SDA (линия данных) и SCL (линия синхронизации) можно подключить несколько ведомых устройств. Часто ведущим устройством является контроллер Ардуино, а ведомыми устройствами: часы реального времени или LCD Display.

Как подключить LCD 1602 I2C к Arduino

Жидкокристаллический дисплей 1602 с I2C модулем подключается к плате Ардуино всего 4 проводами — 2 провода данных и 2 провода питания. Подключение QAPASS 1602a к Arduino проводится стандартно для шины I2C: вывод SDA подключается к порту A4, вывод SCL – к порту A5. Питание LCD дисплея осуществляется от порта +5V. Смотрите подробнее схему подключения жк монитора 1602 на фото ниже.

Подключение LCD 1602 к Arduino UNO через I²C
Подключение модуля LCD 16×2 к Arduino UNO через I²C

После подключения LCD монитора к Ардуино через I2C вам потребуется установить библиотеку LiquidCrystal_I2C.h для работы с LCD дисплеем по интерфейсу I2C и библиотека Wire.h (имеется в стандартной программе Arduino IDE). Скачать рабочую библиотеку LiquidCrystal_I2C.h для LCD 1602 с модулем I2C можно на странице Библиотеки для Ардуино на нашем сайте по прямой ссылке с Google Drive.

Скетч для жк дисплея QAPASS 1602 I2C

Пояснения к коду:

  1. перед выводом информации на дисплей, необходимо задать положение курсора командой setCursor(0,1), где 0 — номер символа в строке, 1 — номер строки;
  2. в отличии от clear() — команда noDisplay() не удаляет надпись, а отключает ее вывод на дисплее и ее можно снова показать.

Подключение двух дисплеев по I2C

По умолчанию у всех дисплеев 1602 с модулем I2C адрес — «0x27», но можно изменить адрес текстового экрана и узнать его через сканер iic шины. Таким образом, если у вас есть необходимость подключить к одному микроконтроллеру несколько дисплеев 1602, то следует изменить адреса устройств, что бы не было совпадений. Давайте рассмотрим, каким образом изменить IIC адрес жидкокристаллического дисплея.

Текстовый дисплей 1602 с модулем I2C
Текстовый дисплей 16×2 с модулем I2C

Если перевернуть дисплей и посмотреть на IIC модуль (смотри фото выше), то там можно заметить контакты, обозначенные, как «A0»,  «A1» и «A2». Если по умолчанию LCD имеет адрес «0x27» на шине IIC, то замкнув перемычку «A0», адрес дисплея сменится на «0x26». Таким образом, к одной шине можно подключить несколько дисплеев, не забыв указать их адреса в скетче — смотри следующий пример кода.

Скетч. Подключение нескольких LCD 1602 к шине i2c

Подключение двух дисплеев 1602 I2C к Ардуино
Подключение к Ардуино двух дисплеев 16×2 по I2C

Перед загрузкой следующего скетча, сначала соберите схему с двумя дисплеями и просканируйте шину IIC. Это необходимо сделать, чтобы убедится в том, что плата Arduino «видит» оба устройства на шине. А также перепроверить правильность адресов. После этого можно загружать следующий код, который позволит управлять сразу двумя дисплеями с модулями IIC от одного микроконтроллера Arduino Uno.

Пояснения к коду:

  1. в программе у каждого дисплея имя должно быть уникальным.

Библиотека LiquidCrystal_I2C.h для LCD дисплея

В следующем примере разберем сразу несколько возможностей, которая дает библиотека LiquidCrystal_I2C Arduino (на самом деле мы взяли команды из стандартной библиотеки). Продемонстрируем вывод мигающего курсора, как убрать надпись с экрана на некоторое время без удаления и, как управлять подсветкой дисплея из кода программы. Для этого загрузите в Ардуино следующий код программы.

Скетч. Описание библиотеки LiquidCrystal_I2C.h

Пояснения к коду:

  1. библиотека LiquidCrystal_I2C.h содержит встроенные команды для управления LCD дисплея по шине I²C и позволяет значительно упростить скетч.
  2. читайте также про возможность авто прокрутки строки на дисплее Ардуино.

Заключение: Используя программы Ардуино для lcd 1602a из этой записи и схему  подключения lcd 1602 к Ардуино по i2c вы сможете применять данный дисплей в проектах Ардуино с LCD и в различных примерах. Если у вас остались вопросы по использованию монитора 1602 i2c Arduino — оставляйте их в комментариях на этой странице. Возможно, то что вы ищете уже решено и есть в ответах.

проекты ардуино со схемами и скетчами

подключение lcd 1602 к ардуино

lcd 1602 русский шрифт

меню на ардуино lcd 1602 i2c

hacking-a-cheap-led-voltmeter

еще я сделал парочку троечку часов на лампах ИН14 ИН-16 ИН-1 . Проект на ИН1 есть на других страницах, arduino nano 74hc595 К155ИД1. Там использован вч транс – двухобмоточный дроссель с управлением на MC34063 с транзистором КП813, источник выдает 200 вольт от 12 и ток до 150 ма. И это на катушечке от блока питания компьютера, на желтом кольце всего 3 ,5 см размером.

https://vk.com/@retromodding-miniaturnye-chasy-na-lampah-in-16-i-akkumulyatornym-pitaniem

только прошивка без программы, есть датчик освещения .

вот еще (все на основе Ардуино или esp32 – программы есть)

https://github.com/santosha2003/Nixie-Clock-Thermometer-Hygrometer-Arduino-Shield

https://github.com/santosha2003/cloxie_nixie_clock

https://github.com/santosha2003/Nixie-Shield-for-Arduino

Monero адрес я его использую для покупок – деньги можно возить в телефоне.

Skip to toolbar