Отображение времени с помощью 4-значного числа 7

Все мы знаем, что Raspberry Pi Замечательная платформа для разработки на базе микропроцессора ARM. Обладая высокой вычислительной мощностью, он может творить чудеса в руках любителей электроники или студентов. Все это возможно, только если мы знаем, как заставить его взаимодействовать с реальным миром и анализировать данные через какое-то устройство вывода. Существует множество датчиков, которые могут обнаруживать определенные параметры из мира реального времени и передавать их в цифровой мир, и мы анализируем их, просматривая их либо на ЖК-экране, либо на другом дисплее. Но всегда было бы неэкономично использовать ЖК-экран с PI для отображения небольшого количества данных. Здесь мы предпочитаем использовать буквенно-цифровой ЖК-дисплей 16x2 или 7-сегментный дисплей. Мы уже научились использовать буквенно-цифровой ЖК-дисплей и односегментный 7-сегментный дисплей с Raspberry pi. Сегодня мы будемИнтерфейс 4-значного семисегментного модуля дисплея с Raspberry Pi и отображение времени над ним.

Хотя буквенно-цифровой ЖК-дисплей 16x2 намного удобнее 7-сегментного дисплея, существует несколько сценариев, в которых 7-сегментный дисплей может оказаться более удобным, чем ЖК-дисплей. ЖК-дисплей имеет недостаток, заключающийся в том, что он имеет небольшой размер символов, и будет излишним для вашего проекта, если вы просто планируете отображать некоторые числовые значения. 7-сегментный экран также имеет преимущество перед плохим освещением и может просматриваться под большим углом, чем обычный ЖК-экран. Итак, давайте начнем это знать.

7-сегментный и 4-значный 7-сегментный дисплейный модуль:

7-сегментный дисплей состоит из семи сегментов, и в каждом сегменте есть по одному светодиодному индикатору внутри, который отображает числа, подсвечивая соответствующие сегменты. Например, если вы хотите, чтобы 7-сегментный сегмент отображал цифру «5», вам нужно осветить сегменты a, f, g, c и d, сделав их соответствующие выводы высокими. Есть два типа 7-сегментных дисплеев: с общим катодом и с общим анодом, здесь мы используем семисегментный дисплей с общим катодом. Узнайте больше о 7-сегментном дисплее здесь.

Теперь мы знаем, как отобразить желаемый числовой символ на одном 7-сегментном дисплее. Но совершенно очевидно, что нам потребуется более одного 7-сегментного дисплея для отображения любой информации, состоящей более чем из одной цифры. Итак, в этом руководстве мы будем использовать 4-значный 7-сегментный модуль дисплея, как показано ниже.

Как мы видим, четыре дисплея с семью сегментами соединены вместе. Мы знаем, что каждый 7-сегментный модуль будет иметь 10 контактов, а для 4 7-сегментных дисплеев всего будет 40 контактов, и кому-то будет сложно припаять их на точечной плате, поэтому я настоятельно рекомендую всем купить модуль. или сделайте свою собственную печатную плату для использования 4-значного 7-сегментного дисплея. Схема подключения для него показана ниже:

Чтобы понять, как работает 4-значный семисегментный модуль, мы должны взглянуть на приведенную выше схему, как показано, контакты A всех четырех дисплеев соединены для сбора как один A и то же самое для B, C…. до DP. Итак, в основном, если триггер A включен, тогда все четыре A должны стать высокими, верно?

Но этого не происходит. У нас есть дополнительные четыре контакта от D0 до D3 (D0, D1, D2 и D3), которые можно использовать для управления тем, какой дисплей из четырех должен быть высоким. Например: если мне нужно, чтобы мой вывод присутствовал только на втором дисплее, тогда только D1 должен быть высоким, а остальные контакты (D0, D2 и D3) должны быть низкими. Просто мы можем выбрать, какой дисплей должен стать активным, используя контакты от D0 до D3, и какой символ отображать, используя контакты от A до DP.

Подключение 4-значного 7-сегментного модуля к Raspberry Pi:

Давайте посмотрим, как мы можем подключить этот 4-значный 7-сегментный модуль с нашим Raspberry Pi. 7-сегментный модуль имеет 16 контактов, как показано ниже. У вашего модуля может быть меньше, но не волнуйтесь, он наверняка все равно будет иметь следующее

1. 7- или 8-сегментные контакты (здесь контакты с 1 по 8)
2. Контакт заземления (здесь контакт 11)
3. 4-значные контакты (здесь контакты с 13 по 16)

Ниже приведена схема цифровых часов Raspberry Pi при подключении 4-значного семисегментного модуля дисплея к Raspberry Pi:

Следующая таблица также поможет вам выполнить подключения и проверить соответствие схемам, показанным выше.

S.No	Номер RSP Pi GPIO	ПИН-код RSP Pi	7-сегментное имя	7-сегментный контактный номер (здесь, в этом модуле)
1	GPIO 26	ПИН 37	Сегмент а	1
2	GPIO 19	ПИН 35	Сегмент б	2
3	GPIO 13	ПИН 33	Сегмент c	3
4	GPIO 6	ПИН 31	Сегмент d	4
5	GPIO 5	ПИН 29	Сегмент е	5
6	GPIO 11	ПИН 23	Сегмент f	6
7	GPIO 9	PIN 21	Сегмент g	7
8	GPIO 10	ПИН 19	Сегмент DP	8
9	GPIO 7	ПИН 26	Цифра 1	13
10	GPIO 8	PIN 24	Цифра 2	14
11	GPIO 25	ПИН 22	Цифра 3	15
12	GPIO 24	ПИН 18	Цифра 4	16
13	Земля	Земля	Земля	11

Определите контакты на вашем модуле, и вы можете приступить к подключению. Обнаружение контактов GPIO в Raspberry pi может быть немного сложной задачей, поэтому я предоставил вам это изображение для контактов GPIO.

Программирование вашего Raspberry Pi:

Здесь мы используем язык программирования Python для программирования RPi. Есть много способов запрограммировать Raspberry Pi. В этом руководстве мы используем Python 3 IDE, так как она является наиболее часто используемой. Полная программа Python приводится в конце данного руководства. Узнать больше о программе и запустить код в Raspberry Pi можно здесь.

Мы поговорим о нескольких командах, которые мы собираемся использовать в программе PYHTON для этого проекта, Сначала мы собираемся импортировать файл GPIO из библиотеки, функция ниже позволяет нам программировать контакты GPIO PI. Мы также переименовали «GPIO» в «IO», поэтому в программе всякий раз, когда мы хотим обратиться к контактам GPIO, мы будем использовать слово «IO». Мы также импортировали время и дату и время, чтобы прочитать значение времени из Rsp Pi.

импортировать RPi.GPIO как GPIO время импорта, дата и время

Иногда, когда контакты GPIO, которые мы пытаемся использовать, могут выполнять другие функции. В этом случае мы будем получать предупреждения при выполнении программы. Команда ниже указывает PI игнорировать предупреждения и продолжить выполнение программы.

IO.setwarnings (Ложь)

Мы можем ссылаться на контакты GPIO PI, либо по номеру контакта на плате, либо по номеру их функции. Как и «PIN 29» на плате, это «GPIO5». Итак, мы говорим здесь, что будем обозначать булавку цифрой 29 или 5. GPIO.BCM означает, что мы будем использовать 5 для контакта 29 GPIO5.

IO.setmode (GPIO.BCM)

Как всегда, мы должны начать с инициализации контактов, здесь и сегментные, и цифровые контакты являются выходными контактами. В целях программирования мы формируем массивы для выводов сегментов и инициализируем их значением «0» после объявления их как GPIO.OUT.

сегмент8 = (26,19,13,6,5,11,9,10) для сегмента в сегменте 8: GPIO.setup (сегмент, GPIO.OUT) GPIO.output (сегмент, 0)

Аналогично для цифровых выводов мы объявляем их как выходные выводы и делаем их по умолчанию равными 0.

# Цифра 1 GPIO.setup (7, GPIO.OUT) GPIO.output (7, 0) # Первоначально выключено # Цифра 2 GPIO.setup (8, GPIO.OUT) GPIO.output (8, 0) # Первоначально выключено # Цифра 3 GPIO.setup (25, GPIO.OUT) GPIO.output (25, 0) # Первоначально выключено # Цифра 4 GPIO.setup (24, GPIO.OUT) GPIO.output (24, 0) # Первоначально выключено

Мы должны сформировать массивы для отображения каждого числа на семисегментном дисплее. Чтобы отобразить одно число, мы должны контролировать все 7 сегментных контактов (исключая точечный контакт), то есть они должны быть либо выключены, либо включены. Например, чтобы отобразить число 5, мы должны сделать следующее:

S.No	Номер RSP Pi GPIO	7-сегментное имя	Статус для отображения «5». (0-> ВЫКЛ, 1-> ВКЛ)
1	GPIO 26	Сегмент а	1
2	GPIO 19	Сегмент б	1
3	GPIO 13	Сегмент c	0
4	GPIO 6	Сегмент d	1
5	GPIO 5	Сегмент е	1
6	GPIO 11	Сегмент f	0
7	GPIO 9	Сегмент g	1

Точно так же у нас есть порядковые номера для всех чисел и алфавитов. Вы можете написать самостоятельно или воспользоваться таблицей ниже.

С помощью этих данных мы можем сформировать массивы для каждого числа в нашей программе на Python, как показано ниже.

ноль = ноль = один = два = три = четыре = пять = шесть = семь = восемь = девять =

Если вы будете следовать программе будет функция для отображения каждого символа на наш 7-сегментный дисплей, но позволяет пропустить это сейчас и получить в то время как бесконечный цикл. Где прочитать настоящее время из Raspberry Pi и разделить значение времени между четырьмя переменными. Например, если время равно 10,45, тогда переменная h1 будет иметь 1, h2 будет иметь 0, m1 будет иметь 4, а m2 будет иметь 5.

now = datetime.datetime.now () час = now.hour минута = now.minute h1 = час / 10 h2 = час% 10 m1 = минута / 10 m2 = минута% 10 print (h1, h2, m1, m2)

Мы должны отобразить эти четыре значения переменных на наших четырех цифрах соответственно. Чтобы записать значение переменной в цифру, мы можем использовать следующие строки. Здесь мы отображаем цифру 1, повышая ее, после чего будет вызвана функция print_segment (переменная) для отображения значения переменной на сегментном дисплее. Вам может быть интересно, почему у нас есть задержка после этого и почему мы отключаем эту цифру после этого.

GPIO.output (7, 1) # Включить Digit One print_segment (h1) # Печатать h1 в сегменте time.sleep (delay_time) GPIO.output (7, 0) # Отключить Digit One

Причина в том, что, как мы знаем, мы можем отображать только одну цифру за раз, но у нас есть четыре цифры, которые должны отображаться, и только если отображаются все четыре цифры, пользователю будет виден полный четырехзначный номер.

Итак, как отобразить все 4 цифры одновременно ?

К счастью для нас, наш MPU намного быстрее человеческого глаза, поэтому то, что мы на самом деле делаем: мы отображаем по одной цифре за раз, но делаем это очень быстро, как показано выше.

Мы выбираем одноразрядный дисплей, он ждет 2 мс (переменная delay_time), чтобы MPU и 7-сегментный могли его обработать, а затем выключаем эту цифру и переходим к следующей цифре и делаем то же самое, пока не дойдем до последней цифры. Эта задержка в 2 мс не может быть замечена человеческим глазом, и все четыре цифры кажутся включенными одновременно.

Последнее, что нужно изучить, это узнать, как работает функция print_segment (переменная) . Внутри этой функции мы используем массивы, которые мы объявили до сих пор. Таким образом, любая переменная, которую мы отправляем в эту функцию, должна иметь значение между (0-9), символ переменной получит это значение и сравнит его с реальным значением. Здесь переменная сравнивается с «1». Точно так же мы сравниваем со всеми числами от 0 до 9. Если это совпадение, мы используем массивы и присваиваем каждое значение соответствующим выводам сегмента, как показано ниже.

def print_segment (charector): если charector == 1: для i в диапазоне (7): GPIO.output (segment8, one)

Отображение времени на 4-значном 7-сегменте с использованием Raspberry Pi:

Используйте схему и код, приведенные здесь, чтобы выполнить подключения и соответствующим образом запрограммировать свой raspberry pi. После того, как все будет сделано, просто запустите программу, и вы увидите, что текущее время отображается на семисегментном дисплее. Но есть несколько вещей, которые вы должны проверить перед этим.

1. Убедитесь, что вы установили на Raspberry Pi текущее время, на всякий случай, если он работает в автономном режиме.
2. Подключайте Raspberry pi к адаптеру, а не к ноутбуку / компьютеру, потому что ток, потребляемый 7-сегментным дисплеем, высок, и ваш USB-порт не может его использовать.

Если все работает, как ожидалось, вы должны найти что-то вроде этого ниже.

Полную работу этих часов Raspberry Pi можно также проверить на видео, приведенном ниже. Надеюсь, вам понравился проект и понравилось его создавать. Сообщите мне, что вы думаете, или если вам понадобится помощь.