Raspberry Pi:Библиотеки/WiringPi/Расширения/Подключение сдвигового регистра 74x595

Содержание

Введение

Продукты

Операционная система

Настройка

Основы Linux

Аппаратные средства

Неисправности

Типовые проблемы

Часто возникающие вопросы

Библиотеки

Примеры

Перевод: Максим Кузьмин

Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.

Черновик

Подключение сдвигового регистра 74x595

Библиотека WiringPi поддерживает расширительный модуль для сдвиговых регистров 74x595, порты которого можно использовать как контакты общего назначения для вывода данных.

Каждый экземпляр класса, созданный в программе, может поддерживать до четырех 74x595, соединенных друг с другом гирляндной цепью. Это позволяет оснастить Raspberry Pi 32-битным портом для вывода данных ценой всего трех GPIO-контактов платы (или другого GPIO-расширителя, подключенного к ней). В одной программе можно создать неограниченное количество экземпляров, но каждому из них нужно три отдельных GPIO-контактов.

Подключение

#include <wiringPi.h>
#include <sr595.h>

Инициализация

sr595Setup (pinBase, numPins, dataPin, clockPin, latchPin) ;

Параметр pinBase – это виртуальный номер для базового контакта. То есть он служит «базой» для нумерации других контактов, появившихся при подключении сдвигового регистра. В результате получается нумерация контактов, используемая лишь для этой программы. В примере ниже используется значение «100». Параметр numPins – это количество контактов. В нем может быть значение от «1» до «32» – по 8 контактов на каждый 74x595.

Контакт, указанный в параметре dataPin – это контакт Pi, подключенный к контакту DS на сдвиговом регистре (контакт 14). Контакт в параметре clockPin – это контакт Pi, подключенный к контакту SHCP на регистре (контакт 11). Контакт в параметре latchPin – это контакт подключенный к контакту STCP на регистре (контакт 12).

Если вы подключаете к Pi больше одного 74x595, то контакты SHCP и STCP нужно соединить друг с другом, а выходной контакт Q7S (контакт 9) на регистре нужно подключить к контакту DS на следующем регистре в цепи. Для подключения к компонентам вывода данных (например, к светодиодам) используются контакты Q0-Q7.

Контакт MR на сдвиговом регистре (контакт 10) должен быть подключен к Vcc, а OE (контакт 13) – к 0v (т.е. к «земле»). Кроме того, контакт 16 должен быть подключен к Vcc, а контакт 8 – к 0 вольтам (к «земле»).

Картинка ниже демонстрирует, как подключить два сдвиговых регистра 74x595 к 10 светодиодам.

Ниже – фотография того, как это подключение выглядит вживую.

Программа ниже выводит на светодиоды серию импульсов двоичного кода.

/*
 * sr.c:
 * Программа для теста сдвиговых регистров
 *
 * Копирайт (c) 2012-2013 Гордон Хендерсон. <projects@drogon.net>
 ***********************************************************************
 */

#include <stdio.h>
#include <wiringPi.h>
#include <sr595.h>

int main (void)
{
  int i, bit ;

  wiringPiSetup () ;

// базовым контактом для 10 контактов сдвигового регистра будет «100»;
// контакты 0, 1 и 2 – для данных, тактового сигнала и защелки:
  sr595Setup (100, 10, 0, 1, 2) ;

  printf ("Raspberry Pi - Shift Register Test\n") ;
  //  "Тест Raspberry Pi и сдвигового регистра" 

  for (;;)
  {
    for (i = 0 ; i < 1024 ; ++i)
    {
      for (bit = 0 ; bit < 10 ; ++bit)
        digitalWrite (100 + bit, i & (1 << bit)) ;
      delay (5) ;
    }
  }
  return 0 ;
}

Примечания

• Когда вы в первый раз запустите 74x595, его контакты будут иметь случайные значения. Поэтому будет разумно сразу выставить их все на «0» или на какой-то другой паттерн, соответствующий целям вашего проекта.
• Всей работой по сдвигу битов и запоминанию, какие биты уже заданы, а какие нужно стереть, занимается модуль sr595.h. Просто пользуйтесь, как и раньше, функцией digitalWrite(). Вызов функций вроде pinMode() никакого эффекта иметь не будет.
• Функция sr595Setup(), по сути, вызывает функции pinMode() и digitalWrite() на 3 контактах, указанных в ее параметрах. Это могут быть любые 3 контакта – например, GPIO-контакты на Pi или на GPIO-расширителе. Однако это должны быть контакты, способные выполнять вывод данных. Вы можете даже использовать уже созданный экземпляр sr595 для управления дополнительными «гирляндами» регистров, но мы это делать не рекомендуем!
• Каждый вызов digitalWrite() выполняет сдвиг сразу всех битов, тем самым передавая данные через сдвиговый регистр к компонентам вывода (в данном случае – к светодиодам). Если 74x595 подключен к GPIO-контактам Pi напрямую, то запись каждого бита потребует 2 мкс (микросекунды) плюс дополнительные 2 мкс на срабатывание контакта-защелки. На первый взгляд, это быстро, но при передаче длинных строк могут возникнуть проблемы – 4 сдвиговых регистра, подключенных друг к другу, образуют 32-битный канал, поэтому в итоге одно обновление выполняется за 32 х 2 + 2 = 66 мкс. Более того, если данные будут идти через дополнительный GPIO-расширитель, эта задержка может увеличиться.
• Если потребуется, то 74x595 можно питать не от 3,3 вольт, а от 5 вольт. В данном случае к Pi входных контактов не подключено, поэтому с повышением питающего напряжения не должно быть никаких проблем.