Affichage à 7 segments s'interfaçant avec le Raspberry Pi

Raspberry Pi est une carte basée sur un processeur d'architecture ARM conçue pour les ingénieurs en électronique et les amateurs. Le PI est l'une des plates-formes de développement de projet les plus fiables actuellement. Avec une vitesse de processeur plus élevée et 1 Go de RAM, le PI peut être utilisé pour de nombreux projets de haut niveau tels que le traitement d'image et l'IoT.

Pour réaliser l'un des projets de haut niveau, il faut comprendre les fonctions de base de PI. Nous couvrirons toutes les fonctionnalités de base de Raspberry Pi dans ces tutoriels. Dans chaque tutoriel, nous aborderons l'une des fonctions de PI. À la fin de cette série de tutoriels sur Raspberry Pi, vous pourrez apprendre Raspberry Pi et réaliser de bons projets par vous-même. Suivez les didacticiels ci-dessous:

• Premiers pas avec Raspberry Pi
• Configuration du Raspberry Pi
• LED clignotante
• Interfaçage des boutons
• Génération PWM Raspberry Pi
• Interfaçage LCD avec Raspberry Pi
• Contrôle du moteur à courant continu
• Contrôle du moteur pas à pas
• Registre de décalage d'interfaçage
• Tutoriel ADC Raspberry Pi
• Commande de servomoteur
• Pavé tactile capacitif

Dans ce tutoriel, nous allons faire l' interfaçage d'affichage des segments Raspberry Pi 7. Les affichages à sept segments sont les moins chers pour une unité d'affichage. Un couple de ces segments empilés ensemble pourrait être utilisé pour afficher la température, la valeur du compteur, etc. Nous allons connecter l'unité d'affichage à 7 segments au GPIO de PI et les contrôler pour afficher les chiffres en conséquence. Après cela, nous écrirons un programme dans PYTHON pour un affichage à sept segments comptant de 0 à 9 et se remet à zéro.

Affichage à sept segments:

Il existe différents types et tailles d'affichages à 7 segments. Nous avons couvert sept segments en travaillant en détail ici. Fondamentalement, il existe deux types de 7 segments, le type d'anode commune (VCC positif commun ou commun) et le type de cathode commune (masse négative commune ou masse commune).

Anode commune (CA): En cela, toutes les bornes négatives (cathode) de toutes les 8 LED sont connectées ensemble (voir schéma ci-dessous), nommées COM. Et toutes les bornes positives sont laissées seules.

Cathode commune (CC): En cela, toutes les bornes positives (anodes) de toutes les 8 LED sont connectées ensemble, nommées COM. Et tous les thermiques négatifs sont laissés seuls.

Ces afficheurs à sept segments CC et CA sont très pratiques lors du multiplexage de plusieurs cellules ensemble. Dans notre didacticiel, nous utiliserons CC ou Common Cathode Seven Segment Display.

Nous avons déjà interfacé le segment 7 avec 8051, avec Arduino et avec AVR. Nous avons également utilisé un affichage à 7 segments dans plusieurs de nos projets.

Nous discuterons un peu du Raspberry Pi GPIO avant d'aller plus loin, Il y a 40 broches de sortie GPIO dans Raspberry Pi 2. Mais sur 40, seules 26 broches GPIO (GPIO2 à GPIO27) peuvent être programmées, voir la figure ci-dessous. Certaines de ces broches remplissent des fonctions spéciales. Avec le GPIO spécial mis de côté, il nous reste 17 GPIO.

Le signal + 3,3 V du GPIO (broche 1 ou 17) est suffisant pour piloter l'affichage à 7 segments. Pour fournir une limite de courant, nous utiliserons une résistance de 1KΩ pour chaque segment comme indiqué dans le schéma de circuit.

Pour en savoir plus sur les broches GPIO et leurs sorties de courant, passez par: LED clignotante avec Raspberry Pi

Composants requis:

Ici, nous utilisons Raspberry Pi 2 Model B avec Raspbian Jessie OS. Toutes les exigences matérielles et logicielles de base sont décrites précédemment, vous pouvez les rechercher dans l'introduction de Raspberry Pi, à part ce dont nous avons besoin:

• Broches de connexion
• Affichage à 7 segments de la cathode commune (LT543)
• 1KΩrésistance (8 pièces)
• Planche à pain

Circuit et explication de fonctionnement:

Les connexions, qui sont effectuées pour l' interfaçage de l'affichage à 7 segments avec Raspberry Pi, sont indiquées ci-dessous. Nous avons utilisé le segment de cathode commune 7 ici:

PIN1 ou e ------------------ GPIO21

PIN2 ou d ------------------ GPIO20

PIN4 ou c ------------------ GPIO16

PIN5 ou h ou DP ---------- GPIO 12 // non obligatoire car nous n'utilisons pas de point décimal

PIN6 ou b ------------------ GPIO6

PIN7 ou un ------------------ GPIO13

PIN9 ou f ------------------ GPIO19

PIN10 ou g ---------------- GPIO26

PIN3 ou PIN8 ------------- connecté à la terre

Nous utiliserons donc 8 broches GPIO de PI comme PORT 8 bits. Ici, GPIO13 est LSB (bit le moins significatif) et GPIO 12 est MSB (bit le plus significatif).

Maintenant, si l' on veut afficher le numéro « 1 », nous avons besoin de segments de puissance B et C. Pour alimenter les segments B et C, nous devons alimenter GPIO6 et GPIO16. Ainsi, l'octet de la fonction 'PORT' sera 0b00000110 et la valeur hexadécimale de 'PORT' sera 0x06. Avec les deux broches hautes, nous obtenons «1» sur l'affichage.

Nous avons écrit les valeurs pour chaque chiffre à afficher et stocké ces valeurs dans une chaîne de caractères nommée «DISPLAY» (consultez la section Code ci-dessous). Ensuite, nous avons appelé ces valeurs une par une pour afficher le chiffre correspondant sur l'écran, en utilisant la fonction 'PORT'.

Explication de la programmation:

Une fois que tout est connecté selon le schéma de circuit, nous pouvons activer le PI pour écrire le programme dans PYHTON.

Nous parlerons de quelques commandes que nous allons utiliser dans le programme PYHTON, Nous allons importer le fichier GPIO de la bibliothèque, la fonction ci-dessous nous permet de programmer les broches GPIO de PI. Nous renommons également «GPIO» en «IO», donc dans le programme chaque fois que nous voulons faire référence aux broches GPIO, nous utiliserons le mot «IO».

importer RPi.GPIO comme IO

Parfois, lorsque les broches GPIO, que nous essayons d'utiliser, peuvent remplir d'autres fonctions. Dans ce cas, nous recevrons des avertissements lors de l'exécution du programme. La commande ci-dessous indique au PI d'ignorer les avertissements et de poursuivre le programme.

IO.setwarnings (Faux)

On peut référencer les broches GPIO de PI, soit par numéro de broche à bord, soit par leur numéro de fonction. Comme «PIN 29» sur la carte est «GPIO5». Nous disons donc ici que nous allons représenter la broche ici par «29» ou «5».

IO.setmode (IO.BCM)

Nous définissons 8 broches GPIO comme broches de sortie, pour les broches de données et de contrôle de l'écran LCD.

IO.setup (13, IO.OUT) IO.setup (6, IO.OUT) IO.setup (16, IO.OUT) IO.setup (20, IO.OUT) IO.setup (21, IO.OUT) IO.setup (19, IO.OUT) IO.setup (26, IO.OUT) IO.setup (12, IO.OUT)

Si la condition entre accolades est vraie, les instructions à l'intérieur de la boucle seront exécutées une fois. Donc, si le bit0 de 8 bits 'pin' est vrai, PIN13 sera HIGH, sinon PIN13 sera LOW. Nous avons huit conditions `` if else '' pour bit0 à bit7, de sorte que la LED appropriée, à l'intérieur de l'affichage à 7 segments, puisse être élevée ou basse, pour afficher le nombre correspondant.

if (pin & 0x01 == 0x01): sortie IO (13,1) autre: sortie IO (13,0)

Cette commande exécute la boucle 10 fois, x étant incrémenté de 0 à 9.

pour x dans la plage (10):

La commande ci-dessous est utilisée comme boucle permanente, avec cette commande les instructions à l'intérieur de cette boucle seront exécutées en continu.

Alors que 1:

Toutes les autres fonctions et commandes ont été expliquées dans la section 'Code' ci-dessous à l'aide de 'Commentaires'.

Après avoir écrit le programme et l'avoir exécuté, le Raspberry Pi déclenche les GPIO correspondants pour afficher le chiffre sur l'affichage à 7 segments. Le programme est écrit pour que l'affichage compte de 0 à 9 en continu.