Учебная практика ПМ.02 Применение микропроцессорных систем, установка и настройка периферийного оборудования / Отчет по практике 7
.docxПрактическое занятие № 7
Тема: «Подключение светодиодов с помощью сдвигового регистра»
Цель занятия: «Изучить конструкцию и принцип работы сдвигового регистра, а также научиться увеличивать количество выходов модуля Ардуино с помощью сдвигового регистра».
Оборудование:
– ПЭВМ в сборе;
– плата Arduino Uno;
– набор кабелей для подключения к ПК;
– набор драйверов;
– сдвиговый регистр 74HC595, наборы: резисторов, диодов, транзисторов, светодиодов;
– макетная плата;
– методические рекомендации к выполнению заданий, справочная литература или доступ в сеть Интернет
Задание
1 Изучить схему подключения сдвигового регистра 74HC595 к плате Arduin
2 Произвести аппаратную сборку схемы подключения 74HC595 к плате.
3Произвести разработку и тестирование программы работы с сдвиговым регистром.
4 Произвести загрузку скейча в микроконтроллер.
5 Проверить работоспособность.
6 Ответить на контрольные вопросы.
Ход работы:
Изучили построение схемы.
Для начала подключим контакты 16 (VCC) и 10 (SRCLR) к выходу 5v на Arduino и соединяем выводы 8 (GND) и 13 (OE) с выводом Gnd на Arduino. Pin 13 (OE) используется для включения выходов, так как это активный низкий контакт, который мы можем подключить непосредственно к земле.
Затем нам нужно соединить три контакта, которыми мы будем управлять сдвиговым регистром:
Pin 11 (SRCLK) сдвигового регистра 74HC595 на пин 11 на Arduino - это будет называться «синхронизирующим пином»,
Pin 12 (RCLK) сдвигового регистра на пин 12 на Arduino - это будет обозначаться как «пин защелка»,
Pin 14 (SER) сдвигового регистра на пин 13 на Arduino - это будет называться «пином данных»,
Все три этих контакта используются для выполнения сдвига битов, упомянутого ранее в этом руководстве. К счастью, ардуино предоставляет вспомогательную функцию специально для регистров сдвига, называемую shiftOut, которая будет обрабатывать почти все для нас, но мы вернемся к этому при просмотре кода. Теперь нам просто нужно подключить все выходные выводы к нашим светодиодам, гарантируя, что резистор размещается перед светодиодами, чтобы уменьшить ток и что катоды светодиодов направлены на землю.
Чтобы уменьшить нагромождение проводов до минимума, мы поместили резисторы и светодиоды на отдельный макет, однако, вы можете воспользоваться одной макетной платой.
При размещении светодиодов убедитесь, что они подключены по порядку, так что QA подключен к первому светодиоду, а QH подключен к последнему светодиоду, так как иначе наш код не включит светодиоды в правильном порядке. Когда вы закончите, у вас должно получится что-то вроде этого:
Собрали схему
Написали программу.
int dataPin = 9; //Пин подключен к DS входу 74HC595
int latchPin = 10; //Пин подключен к ST_CP входу 74HC595
int clockPin = 11; //Пин подключен к SH_CP входу 74HC595
void setup() {
//устанавливаем режим OUTPUT
pinMode(latchPin, OUTPUT);
pinMode(clockPin, OUTPUT);
pinMode(dataPin, OUTPUT);
digitalWrite(latchPin, LOW);
shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, B01001100);
digitalWrite(latchPin, HIGH
}
void loop() {
}
Ответил на контрольные вопросы:
Преимущества использования сдвигового регистра 74HC595:
не требует никакой обвязки кроме конденсатора по питанию;
работает через широкораспостраненный интерфейс SPI;
для самого простого включения достаточно двух выходов микроконтроллера;
возможность практически неограниченного расширения количества выходов без увеличения занятых выходов микроконтроллера;
частота работы до 100 МГц;
напряжение питания от 2 В до 6 В;
дешевый — стоит менее 5 центов;
выпускается как в планарных корпусах (74HC595D удобен для производства), так и в DIP16 (74HC595N удобен для радиолюбителей и макетирования).
Для понимания работы регистра стоит взглянуть на функциональную схему. Она состоит из:
8-битного регистра сдвига,
8-битного регистра хранения,
8-битного выходного регистра.
2.. Для передачи 8 бит данных.
Вывод: Изучили конструкцию и принцип работы сдвигового регистра, а также научился увеличивать количество выходов модуля Ардуино с помощью сдвигового регистра.