Folgen niedrige Studienbank HD44780Nachdem der Autor von Instructables unter dem Spitznamen Indoorgeek den ersten Preis bei einem der Wettbewerbe gewonnen hatte, entschied er sich für einen weiteren ähnlichen Stand. Diesmal der Benutzer, der sich in den Schuhen des "Lebens" fühlen will Arduino”, Es ist möglich, das Schieberegister zu steuern - ein wichtiger Bestandteil von Matrix-LED-Anzeigen und nicht nur.
Das Gerät verwendet das Schieberegister 74HC595, das in der Praxis des Arduino am häufigsten vorkommt, und Sie können auch das kompatible КР1564ИР52 verwenden. Mit drei dieser Mikroschaltungen können Sie beispielsweise fünf Ausgänge eines Mikrocontrollers in vierundzwanzig verwandeln! Und das vorgeschlagene hausgemacht Es zeigt Ihnen deutlich, welche Prozesse stattfinden.
Indoorgeek baute einen solchen Ständer in zwei Versionen zusammen: auf einem normalen Steckbrett und auf einem Steckbrett wie folgt:
Sie können es tun, wie Sie möchten, oder sogar eine volumetrische Installation durchführen oder eine Leiterplatte herstellen. Es ist viel wichtiger, beim Zusammenbau keine Fehler zu machen, als über seine Methoden zu streiten.
Die Komponenten des Designs sind wie folgt: ein Schieberegister des oben angegebenen Typs, eine Buchse für eine 16-polige Mikroschaltung (Sie können darauf verzichten), acht LEDs, die gleiche Anzahl von Einzel-Ohm-Widerständen, drei Zehn-Ohm-Widerstände, drei Tasten sowie eine Adapterkarte mit einer Mikrobuchse USB Wenn Sie sehr gerade Arme haben, können Sie einfach die Micro-USB-Buchse nehmen und zwei Drähte daran anlöten. Und wenn Sie nicht original sein möchten, können Sie einfach ein Kabel mit einem normalen USB-Anschluss verwenden. Nur die Polarität in allen Fällen nicht verwirren, also keinen Kurzschluss anordnen.
Unser Schieberegister wird wissenschaftlich als Acht-Bit-Schieberegister mit drei Zuständen bezeichnet. Das erste bedeutet, dass es acht Ein-Bit-Speicherzellen und die gleiche Anzahl von Ausgängen hat, und das zweite - dass jedes der Binärbits einen von drei Zuständen annehmen kann: Null, Eins und Hochimpedanz. Dies ist kein Fluch, sondern eine Nachahmung einer Klippe, als wäre sie überhaupt nicht verbunden. Ein Ausgang in einem hohen Zustand stört nicht, wie sie sagen: Sie können ihn mit einem Widerstand auf mindestens Null ziehen, sogar auf Eins, und er „stimmt“ pflichtbewusst zu. Wenn er jedoch in einen Zustand von Null oder Eins geht, erhält er Priorität, da die niedrige Ausgangsimpedanz der Mikroschaltung Ihren Widerstand übersteuert.
Die Mikroschaltung hat fünf Eingänge.Wie der Leser wahrscheinlich bereits vermutet hat, müssen Sie bei einer so geringen Anzahl von Eingaben, um so viele Ausgaben zu erhalten, Informationen in Reihe empfangen und parallel ausgeben. Sie tippen auf die gleiche Weise auf der Tastatur oder schreiben der Reihe nach Buchstabe für Buchstabe auf Papier, und dann sehen Sie den gesamten Text auf einmal. Wenn Sie mehrere Schieberegister in Reihe schalten, können Sie die Anzahl der Ausgänge um die entsprechende Anzahl erhöhen. Bei gleicher Datenübertragungsgeschwindigkeit füllt sich die lange Registerkette jedoch länger. Analogie: Das Aufschreiben mehrerer Blätter dauert länger als das Auffüllen von nur einem Blatt mit derselben Geschwindigkeit.
Das Schieberegister unterscheidet sich jedoch von Papier darin, dass die darin enthaltenen Daten automatisch verschoben werden, daher der Name. Sie schreiben das nächste Bit hinein, und alle vorherigen werden weiter in das Register oder ihre Ketten verschoben, das gleiche, das am Ende war, bevor es verschwindet. Stellen Sie sich eine Röhre vor, die mit Kugeln gefüllt ist, von denen einige gewöhnlich sind, andere leuchtend. Legen Sie den nächsten Ball hinein - normal oder leuchtend, und ein weiterer Ball fliegt von der gegenüberliegenden Seite heraus.
Machen wir uns mit dem Zweck der Eingänge des Chips vertraut. Aus irgendeinem Grund beschloss Indoorgeek, sie in umgekehrter Reihenfolge aufzulisten, wie vor dem Start eines Raumfahrzeugs. Der 14. Pin wird zur Eingabe serieller Daten benötigt. Es ist wie ein Tablett, auf das Sie eine normale oder leuchtende Kugel legen, bevor Sie sie in die Röhre schieben. 13. Schlussfolgerung - die Einbeziehung von Ergebnissen. Wenn dort Null angelegt wird, werden die Ausgänge eingeschaltet, als ob das Mobilteil transparent geworden wäre. Wir geben eine - und die Röhre ist undurchsichtig geworden, welche Kugeln und in welcher Reihenfolge die Röhre gefüllt ist, ist nicht sichtbar. Das heißt, alle Ausgänge des Schieberegisters gingen in einen hochohmigen Zustand über. In der betrachteten Konstruktion wird diese Schlussfolgerung immer auf Null gezogen, was immer einer transparenten Röhre entspricht. Die 12. Schlussfolgerung ist eine Art Verschluss der Kamera. Wenn es Null gibt, spiegelt das Bild, das der Betrachter durch die Röhre sieht, nicht den tatsächlichen Zustand der Kugeln darin wider, sondern den, der beobachtet wurde, als die Einheit bei dieser Schlussfolgerung zuletzt gesehen wurde. Wenn es eine gibt, kann die Bewegung der Kugeln in der Röhre in Echtzeit beobachtet werden. Damit dies alles wie beschrieben funktioniert, gibt es in der Mikroschaltung zusätzlich zum Schieberegister ein Speicherregister. Die 11. Schlussfolgerung ist das Takten, dh das Schieben des Balls von der Schale in die Röhre. Wir geben dort eine Einheit in dem Moment an, in dem der Wert, den wir benötigen, am 14. Ausgang liegt, und ohne ihn von dort zu entfernen, entfernen wir die Einheit vom 11. Ausgang. Die 10. Schlussfolgerung ist ein Reset. Wenn dort Null angelegt wird, entspricht dies dem Verlust der Lichteigenschaften aller Kugeln in der Röhre. Nachdem Sie dem Reset-Eingang eine Einheit zugeführt haben, können Sie die Röhre wieder mit normalen und leuchtenden Kugeln in beliebiger Reihenfolge füllen, wie oben angegeben. Im betrachteten Stand gibt es immer eine Einheit. Schlussfolgerung 15 sowie die Schlussfolgerungen 1 bis 7 sind die Ausgänge des Schieberegisters. Die Stromversorgung erfolgt wie bei den meisten 16-poligen digitalen Schaltkreisen: 8 - gemeinsames Kabel, 16 - plus fünf Volt. Schließlich ist Pin 9 der Ausgang zum nächsten Schieberegister, das in Reihe zu mehreren Teilen geschaltet werden kann, als hätten Sie aus mehreren kurzen eine lange Röhre gemacht. Im Allgemeinen verbinden wir Pin 9 des vorherigen Registers mit Pin 14 des nächsten und freuen uns. Sie können so das vorgeschlagene hausgemachte Produkt verbessern.
Da dies der zweite Stand für Indoorgeek ist, verschwindet die Phobie vor den Pull-up-Widerständen, die in einem früheren Artikel beschrieben wurde, langsam von ihm. Hier gibt es bereits drei davon, mit denen wir normalerweise geöffnete Tasten anstelle der Umschalttasten verwenden konnten. 10-Kilo-Ohm-Widerstände wurden als Klimmzüge und 1-Kilo-Ohm-Widerstände für LEDs verwendet. Wie bei der vorherigen Ausführung ist es sinnvoll, parallel zum Taktknopf (11. Ausgang) einen Kondensator mit 100 μF und mindestens 6,3 V plus an das Plus der Stromversorgung und minus an die Mikroschaltung und den Widerstand anzuschließen. Es wird sich als der einfachste Kontaktsprungunterdrücker herausstellen.
Wiederholen Sie nach Indoorgeek:
So ist es Ihnen auch gelungen:
Nun, wie man alles benutzt. Um eine leuchtende Kugel in die Röhre zu legen, drücken Sie die mit Klemme 14 verbundene Taste. Halten Sie anschließend die mit Klemme 11 verbundene Taste gedrückt und lassen Sie sie dann los. Lassen Sie als nächstes die an Pin 14 angeschlossene Taste los.Um dasselbe mit einer nicht leuchtenden Kugel zu tun, bei der ein Knopf an Klemme 14 angeschlossen ist, tun wir nichts und drücken die Taste, die an Klemme 11 angeschlossen ist, und lassen sie los. Sie können also in das Schieberegister und einige Bits schreiben. In beiden Fällen ändert sich der Zustand der LEDs nicht, wenn die Taste an Klemme 12 angeschlossen wird, und wenn sie gedrückt wird, wird der Zustand des Schieberegisters in Echtzeit wiedergegeben. Wenn Sie diese Taste während der Aufnahme nicht gedrückt halten möchten, drücken Sie sie jetzt kurz. Das Speicherregister zeigt den aktuellen Status des Schieberegisters an.
Da die Röhre und die Kugeln virtuell sind und die Mikroschaltung und die LEDs real sind, verschwindet für den Betrachter jede Kugel, die von der gegenüberliegenden Seite der Röhre fällt. Es würde ein anderes Register geben, er würde dorthin ziehen. Sie können dieses Design verbessern, indem Sie dieses Register und sogar mehrere davon sowie acht weitere LEDs mit Widerständen für jedes von ihnen hinzufügen. Wie oben angegeben, muss Pin 9 jedes vorherigen Registers mit Pin 14 des nächsten verbunden werden. Die Stromversorgung und die Eingänge 10, 11, 12 und 13 aller Register sind parallelisiert.
Sie haben also eine Vorstellung davon, welche Operationen Arduino durch die Steuerung von Schieberegistern ausführt.