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Arduino Nano - 74HC595 4-stellige 7-Segmentanzeige

Dieses Tutorial zeigt dir, wie du einen Arduino Nano verwendest, um ein 74HC595-4-stelliges 7-Segmentanzeige-Modul zu steuern. Im Detail werden wir lernen:

So verbinden Sie Arduino Nano mit einem 74HC595-4-stelligen 7-Segmentdisplay-Modul
So programmieren Sie Arduino Nano, Ganzzahlen auf einem 74HC595-4-stelligen 7-Segmentdisplay-Modul anzuzeigen
So programmieren Sie Arduino Nano, Gleitkommazahlen auf einem 74HC595-4-stelligen 7-Segmentdisplay-Modul anzuzeigen
So programmieren Sie Arduino Nano, Zahlen und Zeichen auf einem 74HC595-4-stelligen 7-Segmentdisplay-Modul anzuzeigen

Arduino Nano 74HC595 4-stellige 7-Segmentanzeige

Dieses Tutorial verwendet ein 4-Punkt-4-stelliges 7-Segmentdisplay-Modul, das Gleitkommawerte anzeigen kann. Falls Sie einen Doppelpunkttrenner anzeigen müssen, verweisen Sie bitte auf das TM1637 4-stellige 7-Segment-Display-Modul.

Erforderliche Hardware

1	×	Official Arduino Nano
1	×	Alternativ: DIYables ATMEGA328P Nano Development Board
1	×	USB-A-zu-Mini-B-Kabel
1	×	74HC595 4-digit 7-segment Display
1	×	Verbindungskabel
1	×	(Empfohlen) Schraubklemmen-Erweiterungsboard für Arduino Nano
1	×	(Empfohlen) Breakout-Erweiterungsboard für Arduino Nano
1	×	(Empfohlen) Stromverteiler für Arduino Nano

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1	×	DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays)
1	×	DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)

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Über 74HC595 4-stellige 7-Segmentanzeige

Ein ideales Modul zur Anzeige von Temperaturen oder beliebigen Fließkommazahlen ist die 74HC595 4-stellige 7-Segmentanzeige. Dieses Modul enthält typischerweise vier 7-Segment-LEDs, vier Dezimalpunkt-LEDs und für jede Ziffer zwei 74HC595-Treiber.

Pinbelegung

Das 74HC595-4-stellige 7-Segment-Anzeige-Modul enthält 5 Pins:

SCLK-Pin: ist ein Taktsignal-Eingangspin. Verbinde es mit einem beliebigen digitalen Pin am Arduino Nano.
RCLK-Pin: ist ein Taktsignal-Eingangspin. Verbinde es mit einem beliebigen digitalen Pin am Arduino Nano.
DIO-Pin: ist ein Daten-E/A-Pin. Verbinde es mit einem beliebigen digitalen Pin am Arduino Nano.
VCC-Pin: versorgt das Modul mit Strom. Schließe ihn an eine 3,3 V bis 5 V Stromversorgung an.
GND-Pin: ist ein Massepin.

Verdrahtungsdiagramm

Die untenstehende Tabelle zeigt die Verdrahtung zwischen den Pins des Arduino Nano und den Pins einer 74HC595 4-stelligen 7-Segmentanzeige:

Arduino Nano	74HC595 7-segment display
5V	5V
7	SCLK
6	RCLK
5	DIO

Wenn Sie andere Pins verwenden, stellen Sie sicher, dass Sie die Pin-Nummern im Code entsprechend anpassen.

Schaltplan des Arduino Nano 74HC595-Moduls

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Siehe Der beste Weg, den Arduino Nano und andere Komponenten mit Strom zu versorgen.

Bibliotheksinstallation

Um einfach für das 74HC595-basierte 4-stellige 7-Segment-Display zu programmieren, müssen wir die Bibliothek DIYables_4Digit7Segment_74HC595 von DIYables.io installieren. Folgen Sie den folgenden Schritten, um die Bibliothek zu installieren:

Klicken Sie auf das Bibliotheken-Symbol in der linken Seitenleiste der Arduino IDE.
Suchen Sie “DIYables_4Digit7Segment_74HC595”, dann finden Sie die DIYables_4Digit7Segment_74HC595-Bibliothek von DIYables.io
Klicken Sie auf die Install-Schaltfläche.

Arduino Nano 74HC595 4-stellige 7-Segmentanzeige-Bibliothek

Sie können sich diese Bibliothek auf GitHub auch ansehen.

Wie man den 74HC595 für eine 4-stellige 7-Segmentanzeige mit dem Arduino Nano programmiert

Die Bibliothek einbinden

#include <DIYables_4Digit7Segment_74HC595.h>

Definieren Sie die Pins des Arduino Nano, die mit SCLK, RCLK und DIO des Displaymoduls verbunden sind. Zum Beispiel die Pins D7, D6 und D5

#define SCLK 7 // Der Arduino Nano-Pin, der mit SCLK verbunden ist #define RCLK 6 // Der Arduino Nano-Pin, der mit RCLK verbunden ist #define DIO 5 // Der Arduino Nano-Pin, der mit DIO verbunden ist

Erstelle ein Anzeigeobjekt des Typs DIYables_4Digit7Segment_74HC595

DIYables_4Digit7Segment_74HC595 display = DIYables_4Digit7Segment_74HC595(CLK, DIO);

Dann können Sie Ganzzahlen mit der Nullauffüllungsoption anzeigen, die negative Zahlen unterstützt:

display.printInt(-13, false); // Sie können einen Wert von -999 bis 9999 anzeigen

Sie können Fließkommazahlen mit Nachkommastellen anzeigen, Nullauffüllungsoptionen, die negative Zahlen unterstützen:

display.printFloat(-9.2, 1, false);

Sie können auch Zahl, Dezimalpunkt und Zeichen ziffernweise anzeigen, indem Sie niedrigstufige Funktionen verwenden:

// Anzeige 9,3°C display.clear(); display.setNumber(1, 9); // Setze 9 an die 1. Ziffer display.setDot(1); // Setze . an die 1. Ziffer display.setNumber(2, 3); // Setze 3 an die 2. Ziffer display.setChar(3, SegChars::DEGREE); // Setze ° an die 3. Ziffer display.setChar(4, SegChars::C); // Setze C an die 3. Ziffer display.show(); // Auf dem Display anzeigen

Da das 74HC595 4-stellige 7-Segment-Modul die Multiplexing-Technik zur Steuerung einzelner Segmente und LEDs verwendet, muss der Arduino Nano-Code:

Die Funktion display.show() in der Hauptschleife aufrufen
Die Funktion delay() in der Hauptschleife nicht verwenden

Weitere Details finden Sie in der Bibliotheksreferenz

Arduino Nano Code - Anzeige einer Ganzzahl

#include <DIYables_4Digit7Segment_74HC595.h> // DIYables_4Digit7Segment_74HC595 library #define SCLK 7 // The Arduino Nano pin connected to SCLK #define RCLK 6 // The Arduino Nano pin connected to RCLK #define DIO 5 // The Arduino Nano pin connected to DIO DIYables_4Digit7Segment_74HC595 display(SCLK, RCLK, DIO); void setup() { Serial.begin(9600); display.printInt(-13, false); // you can display a value from -999 to 9999 //display.printInt(-132, false); //display.printInt(9132, false); //display.printInt(132, false); //display.printInt(32, false); //display.printInt(2, false); //display.printInt(2, true); } void loop() { display.loop(); // MUST call the display.loop() function in loop() // DO SOMETHING HERE // NOTE: do NOT use the delay() function in loop because it affects to the multiplexing }

Schnelle Schritte

Verbinden Sie Ihren Arduino Nano über ein USB-Kabel mit einem Computer.
Starten Sie die Arduino IDE, wählen Sie das richtige Board und den richtigen Port aus.
Kopieren Sie den obigen Code und öffnen Sie ihn mit der Arduino Nano IDE.
Klicken Sie auf die Hochladen-Schaltfläche in der Arduino Nano IDE, um den Code auf den Arduino Nano hochzuladen.
Sehen Sie die Zustände des 7-Segment-Displays.

Arduino Nano Code - Gleitkommazahl anzeigen

#include <DIYables_4Digit7Segment_74HC595.h> // DIYables_4Digit7Segment_74HC595 library #define SCLK 7 // The Arduino Nano pin connected to SCLK #define RCLK 6 // The Arduino Nano pin connected to RCLK #define DIO 5 // The Arduino Nano pin connected to DIO DIYables_4Digit7Segment_74HC595 display(SCLK, RCLK, DIO); void setup() { Serial.begin(9600); display.printFloat(-9.2, 1, false); //display.printFloat(-92.4, 1, false); //display.printFloat(-9.24, 2, false); //display.printFloat(192.4, 1, false); //display.printFloat(19.24, 2, false); //display.printFloat(1.924, 3, false); } void loop() { display.loop(); // MUST call the display.loop() function in loop() // DO SOMETHING HERE // NOTE: do NOT use the delay() function in loop because it affects to the multiplexing }

Arduino Nano Quellcode - Temperatur anzeigen

#include <DIYables_4Digit7Segment_74HC595.h> // DIYables_4Digit7Segment_74HC595 library #define SCLK 7 // The Arduino Nano pin connected to SCLK #define RCLK 6 // The Arduino Nano pin connected to RCLK #define DIO 5 // The Arduino Nano pin connected to DIO DIYables_4Digit7Segment_74HC595 display(SCLK, RCLK, DIO); void setup() { Serial.begin(9600); // display 9.3°C by controlling digit by digit display.clear(); display.setNumber(1, 9); // set 9 at the 1st digit display.setDot(1); // set . at the 1st digit display.setNumber(2, 3); // set 3 at the 2nd digit display.setChar(3, SegChars::DEGREE); // set ° at the 3rd digit display.setChar(4, SegChars::C); // set C at the 3rd digit display.show(); // show on the display } void loop() { display.loop(); // MUST call the display.loop() function in loop() // DO SOMETHING HERE // NOTE: do NOT use the delay() function in loop because it affects to the multiplexing }

Video Tutorial

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