Урок 14. Счётчик нажатий


В этом эксперименте мы выводим на семисегментный индикатор количество нажатий на кнопку (единицы).

Список деталей для эксперимента

Для дополнительного задания

  • фоторезистор
  • резистор номиналом 10 кОм
  • еще 1 провод

Принципиальная схема

Урок 14. Счётчик нажатий. Принципиальная схема

Схема на макетке

Урок 14. Счётчик нажатий. Схема на макетке

Обратите внимание

  • В этом эксперименте мы впервые используем микросхему, в данном случае — выходной сдвиговый регистр 74HC595. Микросхемы полезны тем, что позволяют решать определенную задачу, не собирая каждый раз стандартную схему.
  • Выходной сдвиговый регистр дает нам возможность «сэкономить» цифровые выходы, использовав всего 3 вместо 8. Каскад регистров позволил бы давать 16 и т.д. сигналов через те же три пина.
  • Перед использованием микросхемы нужно внимательно изучить схему ее подключения в datasheet’е. Для того, чтобы понять, откуда считать ножки микросхемы, на них с одной стороны есть полукруглая выемка. Если мы расположим нашу 74HC595 выемкой влево, то в нижнем ряду будут ножки 1—8, а в верхнем 16—9.
  • На принципиальной схеме нашего эксперимента ножки расположены в другом порядке, чтобы не вышло путаницы в соединениях. Назначения выводов согласно datasheet’у подписаны внутри изображения микросхемы, номера ножек — снаружи.
  • Напомним, что на изображении семисегментного индикатора подписаны номера его ножек и их соответствие сегментам.

Скетч

  1.     #define DATA_PIN    13 // пин данных (англ. data)
  2.     #define LATCH_PIN   12 // пин такта (англ. clock)
  3.     #define CLOCK_PIN   11 // пин строба (англ. latch)
  4.     #define BUTTON_PIN  10
  5.  
  6.     int clicks = 0;
  7.     boolean buttonWasUp = true;
  8.     byte segments[10] = {
  9.       0b01111101, 0b00100100, 0b01111010, 0b01110110, 0b00100111, 
  10.       0b01010111, 0b01011111, 0b01100100, 0b01111111, 0b01110111
  11.     };
  12.  
  13.     void setup()
  14.     {
  15.       pinMode(DATA_PIN, OUTPUT);
  16.       pinMode(CLOCK_PIN, OUTPUT);
  17.       pinMode(LATCH_PIN, OUTPUT);
  18.       pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
  19.     }
  20.  
  21.     void loop()
  22.     {
  23.       // считаем клики кнопки, как уже делали это раньше
  24.       if (buttonWasUp && !digitalRead(BUTTON_PIN)) {
  25.         delay(10);
  26.         if (!digitalRead(BUTTON_PIN))
  27.           clicks = (clicks + 1) % 10;
  28.       }
  29.       buttonWasUp = digitalRead(BUTTON_PIN);
  30.       // для записи в 74HC595 нужно притянуть пин строба к земле
  31.       digitalWrite(LATCH_PIN, LOW);
  32.       // задвигаем (англ. shift out) байт-маску бит за битом,
  33.       // начиная с младшего (англ. Least Significant Bit first)
  34.       shiftOut(DATA_PIN, CLOCK_PIN, LSBFIRST, segments[clicks]);
  35.       // чтобы переданный байт отразился на выходах Qx, нужно
  36.       // подать на пин строба высокий сигнал
  37.       digitalWrite(LATCH_PIN, HIGH);
  38.     }

Пояснения к коду

  • Обратите внимание, что в этом эксперименте кодировки символов отличаются от кодировок из эксперимента Секундомер.
  • Для того, чтобы передать порцию данных, которые будут отправлены через сдвиговый регистр далее, нам нужно подать LOW на latch pin (вход STcp микросхемы), затем передать данные, а затем отправить HIGH на latch pin, после чего на соответствующих выходах 74HC595 появится переданная комбинация высоких и низких уровней сигнала.
  • Для передачи данных мы использовали функцию shiftOut(dataPin, clockPin, bitOrder, value). Функция ничего не возвращает, а в качестве параметров ей нужно сообщить
     - пин Arduino, который подключен ко входу DS микросхемы (data pin),
     - пин Arduino, соединенный со входом SHcp (clock pin),
     - порядок записи битов: LSBFIRST (least significant bit first) — начиная с младшего, или MSBFIRST (most significant bit first) — начиная со старшего,
     - байт данных, который нужно передать. Функция работает с порциями данных в один байт, так что если вам нужно передать больше, придется вызывать ее несколько раз.

Вопросы для проверки себя

  • Для чего нужны микросхемы? Для чего нужен выходной сдвиговый регистр?
  • Как найти ножку микросхемы, на которую отправляются данные?
  • Что нужно сделать до и после отправки собственно данных на 74HC595?
  • Сколько данных можно передать с помощью shiftOut() и как управлять порядком их передачи?

Задания для самостоятельного решения

  • Заставьте shiftOut() отправлять биты, начиная со старшего, и измените код так, чтобы счетчик по-прежнему показывал арабские цифры.
  • Замените кнопку на датчик света (фоторезистор в схеме делителя напряжения) и переделайте программу так, чтобы индикатор цифрой показывал уровень освещенности.

 

 

Источник: 
wiki.amperka.ru