Семисегментный индикатор ардуино: Взаимодействие Arduino с семисегментным индикатором

Сегодня в уроке подключим семисегментный индикатор TM1637 к Arduino. Установим библиотеку TM1637.h и научимся выводить на дисплей цифры и некоторые символы.

Как устроен и из чего состоит модуль TM1637.

Характеристики Индикатора на TM1637:
• Напряжение питание: 5,5В
• Потребляемый ток 0.2 — 80мА (в зависимости от горящих сегментов)
• Градаций яркости индикаторов — 8
• Размеры платы: 42×24мм
• Двух проводной последовательный интерфейс (CLK, DIO).

Фото модуля от магазина RobotDyn фронтальный вид.

Фото модуля от магазина RobotDyn вид с тыльной стороны.

Этот модуль собран на драйвере TM1637.
• Есть модули красного, синего, зелёного, белого цвета.
• Размеры 0,36” и 0,56”

В уроке будем использовать модуль TM1637 0,56”, зеленого цвета.

Возможности модуля TM1637:
• Зажигать сразу все знаки или по одному сегменту или символу,
• Выводить цифры от 0 до 9 и некоторые буквы. Смотри ниже.
• Цифры могут выводиться как с нулями слева, так и без них,
• 8 градаций изменения яркости.
• Вывод символа в определённую позицию (ячейку).

Отличие модуля индикатора на TM1637 от других – это его компактность, он не дорогой, и управление всего по двум проводам.

Подключение дисплея TM1637 к Arduino

Подключить дисплей можно к любым цифровым пинам Ардуино. В нашем случае будем подключать к Arduino NANO по схеме.

Arduino Nano [PIN 5V] — TM1637 Module[PIN 5V]

Arduino Nano [PIN GND] — TM1637 Module[PIN GND]

Arduino Nano [PIN 2] — TM1637 Module[PIN DIO]

Arduino Nano [PIN 3] — TM1637 Module[PIN CLK]

Установка и настройка библиотеки TM1637.h.

Установить библиотеку TM1637.h можно из менеджера библиотек. Для этого откроем Arduino IDE, перейдем в раздел Скетч-> Подключить библиотеку -> Управление библиотеками.

Затем в строке поиска наберем TM1637. И установим библиотеку Grove 4-Digit Display.

Вы также можете скачать библиотеку TM1637 внизу урока, в разделе «материалы для скачивания».

Настройка библиотеки TM1637 для вывода дополнительных символов.

Для реализации простых проектов, таких как часы, индикаторы и счетчики, этого набора символов достаточно. Я реализовывал часы с выводом температуры и влажности: Arduino часы. Видео 2. Подключаем к Arduino TM1637 и датчик DHT11.

Для отображения температуры использовал символ «С» номер для вывода на индикатор 12и для отображения влажности использовал символ «F» номер для вывода на дисплей 15.

Но для некоторых проектов на Arduino не достаточно данного набора символов. Расширить его достаточно легко, для этого в файле TM1637.cpp библиотеки находим массив TubeTab[] и добавляем нужные коды символов.

Список добавленных символов в файле TM1637.cpp, библиотеки TM1637.

После чего данные символы можно использовать в своих проектах.

Если захочется закодировать свой символ, то можно использовать следующую таблицу:

После кодирования сегментов, установив нужные биты в байте, для сокращения записи можно перевести байт из двоичного в шестнадцатиричный формат, как — b00011110 -> 0x1E.

Пример кода для вывода информации на семисегментный индикатор с драйвером TM1637.

Пример 1. Вывод времени с мигающим двоеточием.

В данном примере выведем 4 цифры на индикатор TM1637, и научимся мигать двоеточием каждую секунду. Данный пример поможет вывести любую цифровую информацию: время, счётчики, показания с датчиков.

Пример 2. Вывод слов на модуль TM1637.

Дополнительные символы добавили в библиотеку, сейчас осталось научиться их выводить. Создадим массивы необходимых слов, после чего по очереди выведем их на дисплей. Данные слова можно использовать при выводе статуса работы устройств. Это пример слов. Вы можете составлять свои слова в соответствии с вашей задачей.

Пример 3. Выводданных с датчиком с символами.

Мы научились выводить цифры и слова на дисплей. Как же сделать динамическое изменение значений на дисплее. При этом добавлять символы для индикации различных данных.

Тут поможет нам посимвольный вывод данных на дисплей. Например, запись tm1637.display(0, 5) выводит первый символ на дисплей 5. Аналогично выводятся остальные 3 символа.

Для разделения числа на десятки и единицы, для нахождения единиц нужно найти остаток от деления на 10, и для получения десяток нужно число делить на 10.

И после числового значения выведем символ, например, для температуры символ «С».

Пример применим при выводе даты, времени и показаний с датчиков.

Появились вопросы или предложения не стесняйся, пиши в комментарии!

Не забывайте подписываться на канал Youtube и вступайте в группы в Вконтакте и Facebook.

Всем Пока-Пока.

И до встречи в следующем уроке

Понравилась статья? Поделитесь ею с друзьями:

Файлы для скачивания

	Пример 1. Вывод времени с мигающим двоеточием.ino	1 Kb	192	Скачать Вы можете скачать файл.
	Пример 2. Вывод слов на модуль TM1637.ino	1 Kb	136	Скачать Вы можете скачать файл.
	Пример 3. Вывод данных с датчиком с символами.ino	1 Kb	145	Скачать Вы можете скачать файл.
	скачать библиотеку TM1637 (Доп символы).zip	11 Kb	178	Скачать Вы можете скачать файл.
	datasheet-TM1637.pdf	685 Kb	120	Скачать Вы можете скачать файл.
	TM1637.cpp (доп.символы).zip	2 Kb	128	Скачать Вы можете скачать файл.

Arduino. Сегментный индикатор | CUSTOMELECTRONICS.RU

Сегментный индикатор позволяет выводить различную информация в виде цифр, букв и т.д., в зависимости от конфигурации индикатора. В этой статье вы найдете описание работы с одним разрядом индикатора.

Подготовка к работе

Прежде чем начинать программировать, разберемся с тем, как работает сегментный индикатор. По сути, он представляет собой матрицу светодиодов. В семисегментных индикаторах эти сегменты расположены так, что включая эти светодиоды, можно вывести цифры от 0 до 9. На рисунке показано расположение светодиодов на дисплее и его электрическая схема. Индикаторы бывают с общим анодом и общим катодом. На рисунке с общим анодом.

Схема индикатора

Управлять сегментным индикатором можно при помощи логических уровней. Для этого достаточно подключить общий анод к плюсу, а остальные выводы через резисторы к выводам микроконтроллера. Если на выводах МК выводить 0 сегменты будут загораться, если 1 — гаснуть.
Напоминаем, что все примеры выполнены с использованием EduBoard и TutorShield.
На нашем шилде двухразрядный индикатор. Схема подключения индикатора на нем:

Этот индикатор предназначен для динамической индикации, поэтому аноды разрядов подключены через транзисторы, для того чтобы их можно было отключить. Если подать ноль на базу такого транзистора, то он откроется и на аноды требуемого разряда будет подано напряжение питания.
Теперь установите перемычки так, как показано на рисунке, подключите шилд к EduBoard и подключите платы к USB.

Перемычки для включения индикатора

Первый пример

Для примера введите код, запускающий на индикаторе последовательность цифр 0, 1, 2:

int dig1 = 4; int dig2 = 5;
int a = 6; int b = 7;
int c = 8; int d = 9;
int e = 10; int f = 11;
int g = 12;

void setup() {                
  pinMode(a, OUTPUT); pinMode(b, OUTPUT);
  pinMode(c, OUTPUT); pinMode(d, OUTPUT);
  pinMode(e, OUTPUT); pinMode(f, OUTPUT);
  pinMode(g, OUTPUT); pinMode(dig2, OUTPUT);
  digitalWrite(a,HIGH); digitalWrite(b,HIGH);
  digitalWrite(c,HIGH); digitalWrite(d,HIGH);
  digitalWrite(e,HIGH); digitalWrite(f,HIGH);
  digitalWrite(g,HIGH); digitalWrite(dig2,LOW);
}

void loop() {
  digitalWrite(a,LOW); digitalWrite(b,LOW);
  digitalWrite(c,LOW); digitalWrite(d,LOW);
  digitalWrite(e,LOW); digitalWrite(f,LOW);
  delay(500);
  digitalWrite(a,HIGH); digitalWrite(b,HIGH);
  digitalWrite(c,HIGH); digitalWrite(d,HIGH);
  digitalWrite(e,HIGH); digitalWrite(f,HIGH);
  digitalWrite(g,HIGH);
  delay(500);  
  digitalWrite(b,LOW); digitalWrite(c,LOW);
  delay(500);
  digitalWrite(a,HIGH); digitalWrite(b,HIGH);
  digitalWrite(c,HIGH); digitalWrite(d,HIGH);
  digitalWrite(e,HIGH); digitalWrite(f,HIGH);
  digitalWrite(g,HIGH);
  delay(500);  
  digitalWrite(a,LOW); digitalWrite(b,LOW);
  digitalWrite(d,LOW); digitalWrite(e,LOW);
  digitalWrite(g,LOW);
  delay(500);
  digitalWrite(a,HIGH); digitalWrite(b,HIGH);
  digitalWrite(c,HIGH); digitalWrite(d,HIGH);
  digitalWrite(e,HIGH); digitalWrite(f,HIGH);
  digitalWrite(g,HIGH);
  delay(500);
}

Приведенный пример наглядно показывает насколько просто работать с индикатором. В разделе void setup(), на вывод dig2 выводится низкое напряжение. Это подает на анод второго разряда питающее напряжение.
Сама программа заключается в том, что на требуемые сегменты подается низкое напряжение на 500мс. Затем все сегменты гасятся и программа останавливается еще на 500мс.
Попробуйте по тому же принципу дополнить код так, чтобы цифры изменялись от 0 до 9.

Второй пример

Обратите внимание, что при этом код принимает нечитаемый вид. Это плохой стиль программирования, которого стоит избегать. Помочь в этом может использование функций.
Рассмотрим работу с ними на примере:

int dig1 = 4; int dig2 = 5;
int a = 6; int b = 7;
int c = 8; int d = 9;
int e = 10; int f = 11;
int g = 12;

void setup() {                
  pinMode(a, OUTPUT); pinMode(b, OUTPUT);
  pinMode(c, OUTPUT); pinMode(d, OUTPUT);
  pinMode(e, OUTPUT); pinMode(f, OUTPUT);
  pinMode(g, OUTPUT); pinMode(dig2, OUTPUT);
  digitalWrite(a,HIGH); digitalWrite(b,HIGH);
  digitalWrite(c,HIGH); digitalWrite(d,HIGH);
  digitalWrite(e,HIGH); digitalWrite(f,HIGH);
  digitalWrite(g,HIGH); digitalWrite(dig2,LOW);
}

void loop() {
  Show(0); delay(500);
  Clean(); delay(500);
  Show(1); delay(500);
  Clean(); delay(500);
  Show(2); delay(500);
  Clean(); delay(500);
}

void Show(int digit) {
  if (digit==0) {
    digitalWrite(a,LOW); digitalWrite(b,LOW);
    digitalWrite(c,LOW); digitalWrite(d,LOW);
    digitalWrite(e,LOW); digitalWrite(f,LOW);
  }
  if (digit==1) {
    digitalWrite(b,LOW); digitalWrite(c,LOW);
  }
  if (digit==2) {
    digitalWrite(a,LOW); digitalWrite(b,LOW);
    digitalWrite(d,LOW); digitalWrite(e,LOW);
    digitalWrite(g,LOW);
  }
}

void Clean() {
    digitalWrite(a,HIGH); digitalWrite(b,HIGH);
    digitalWrite(c,HIGH); digitalWrite(d,HIGH);
    digitalWrite(e,HIGH); digitalWrite(f,HIGH);
    digitalWrite(g,HIGH);
}

Метод Show() – функция с параметром. Это значит, что при ее вызове в подпрограмму передается значение, указанное в скобках. Фактически, когда очередь выполнения программы в основном цикле программы loop() доходит до вызова этой подпрограммы выполнение основного цикла прекращается и происходит выполнение подпрограммы. Применение подпрограмм позволяет исключить из основного цикла повторяющиеся части кода.
Обратимся к самой подпрограмме. В зависимости от того, какое значение ей передано, должна загораться требуемая цифра. Для это используется оператор сравнения if. Если условие истинно, то выполняется код, следующий за этим оператором. Следует отметить, что “=” это оператор присваивания, а “==” – сравнения. В условии должно происходить именно сравнение.
Вторая функция — Clean(). В этой функции все сегменты индикатора гасятся.
На первый взгляд из-за того что объем кода не изменился, может показаться, что в такой организации нет смысла. Но обратите внимание, что содержания основного цикла loop() значительно сократилось. Логика работы с аппаратной частью вынесена за его пределы и в самом цикле уже можно сконцентрироваться на том, ЧТО нужно показать на индикаторе, а не КАК это сделать.
Однако код до сих пор далек от идеала. Продолжим его улучшение.

Третий пример

Ранее выводы микроконтроллера мы записывали в виде переменных, но есть гораздо более простой способ их определения — это применение директивы компилятора #define. Директива #define определяет идентификатор и последовательность символов, которая будет подставляться вместо идентификатора каждый раз, когда он встретится в исходном файле.
Во-вторых можно оптимизировать функцию Show(), если использовать оператор switch. Синтаксис оператора:

switch (var) {
  case label:
    // выражение1
    break;
  case label:
    // выражение2
    break;
  default: 
    // выражение3
}

Этот оператор выполняет только одно сравнение. Введите пример, перебирающий цифры от 0 до 9 с использованием этих дополнений:

#define DIG1 4
#define DIG2 5
#define A 6
#define B 7
#define C 8
#define D 9
#define E 10
#define FF 11
#define G 12
#define TAKT 1000

void setup() {                
  pinMode(A, OUTPUT); pinMode(B, OUTPUT);
  pinMode(C, OUTPUT); pinMode(D, OUTPUT);
  pinMode(E, OUTPUT); pinMode(FF, OUTPUT);
  pinMode(G, OUTPUT); pinMode(DIG2, OUTPUT);
  digitalWrite(A,HIGH); digitalWrite(B,HIGH);
  digitalWrite(C,HIGH); digitalWrite(D,HIGH);
  digitalWrite(E,HIGH); digitalWrite(FF,HIGH);
  digitalWrite(G,HIGH); digitalWrite(DIG2,LOW);
}

void loop() {
  Clean(); Show(0); delay(TAKT);
  Clean(); Show(1); delay(TAKT);
  Clean(); Show(2); delay(TAKT);
  Clean(); Show(3); delay(TAKT);
  Clean(); Show(4); delay(TAKT);
  Clean(); Show(5); delay(TAKT);
  Clean(); Show(6); delay(TAKT);
  Clean(); Show(7); delay(TAKT);
  Clean(); Show(8); delay(TAKT);
  Clean(); Show(9); delay(TAKT);
}

void Show(int digit) {
  switch(digit) {
    case 0: {
      digitalWrite(A,LOW); digitalWrite(B,LOW);
      digitalWrite(C,LOW); digitalWrite(D,LOW);
      digitalWrite(E,LOW); digitalWrite(FF,LOW);
    }
    break;
    case 1: {
      digitalWrite(B,LOW); digitalWrite(C,LOW);
    }
    break;
    case 2: {
      digitalWrite(A,LOW); digitalWrite(B,LOW);
      digitalWrite(D,LOW); digitalWrite(E,LOW);
      digitalWrite(G,LOW);
    }
    break;
    case 3: {
      digitalWrite(A,LOW); digitalWrite(B,LOW);
      digitalWrite(C,LOW); digitalWrite(D,LOW);
      digitalWrite(G,LOW);
    }
    break;
    case 4: {
      digitalWrite(B,LOW); digitalWrite(C,LOW);
      digitalWrite(FF,LOW); digitalWrite(G,LOW);
    }
    break;
    case 5: {
      digitalWrite(A,LOW); digitalWrite(C,LOW);
      digitalWrite(D,LOW); digitalWrite(FF,LOW);
      digitalWrite(G,LOW);
    }
    break;
    case 6: {
      digitalWrite(A,LOW); digitalWrite(C,LOW);
      digitalWrite(D,LOW); digitalWrite(E,LOW);
      digitalWrite(FF,LOW); digitalWrite(G,LOW);
    }
    break;
    case 7: {
      digitalWrite(A,LOW); digitalWrite(B,LOW);
      digitalWrite(C,LOW);
    }
    break;
    case 8: {
      digitalWrite(A,LOW); digitalWrite(B,LOW);
      digitalWrite(C,LOW); digitalWrite(D,LOW);
      digitalWrite(E,LOW); digitalWrite(FF,LOW);
      digitalWrite(G,LOW);
    }
    break;
    case 9: {
      digitalWrite(A,LOW); digitalWrite(B,LOW);
      digitalWrite(C,LOW); digitalWrite(D,LOW);
      digitalWrite(FF,LOW); digitalWrite(G,LOW);
    }
    break;
  }
}

void Clean() {
    digitalWrite(A,HIGH); digitalWrite(B,HIGH);
    digitalWrite(C,HIGH); digitalWrite(D,HIGH);
    digitalWrite(E,HIGH); digitalWrite(FF,HIGH);
    digitalWrite(G,HIGH);
}

Обратите внимание, что в директиве #define идентификатор везде написан большими буквами. Это необходимо для единой стилистики программирования. Здесь и далее мы будем писать идентификаторы прописными буквами, а переменные строчными.
Идентификатор F уже используется в библиотеках Arduino, поэтому нам пришлось обозначить это сегмент как FF.

Заключение

В итоге мы научились работать с сегментым индикатором и написали две очень полезные функции. Теперь при подключении индикатора вам достаточно будет поправить значения идентификаторов и вставить код для работы с индикатором.

Индивидуальные задания

Попробуйте самостоятельно выполнить следующие задания:

1. В последнем примере цифры в цикле loop() задаются простым перебором. Попробуйте организовать перебор значений, используя цикл for.
2. В большинстве случаев информация на дисплее отображается непрерывно. Доработайте функцию Show() таким образом, чтобы не надо было каждый раз перед ее вызовом очищать дисплей
3. Добавьте любой дополнительный символ, который может быть отображен на индикаторе. Например H, Г, А и так далее.

Остальные статьи цикла можно найти здесь.

Мы будем очень рады, если вы поддержите наш ресурс и посетите магазин наших товаров shop.customelectronics.ru.