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Arduino UNO R4 – 74HC595 4-stellige 7-Segmentanzeige

Ein typisches 4-stelliges 7-Segment-Display wird in Projekten wie Uhren, Timern und Zählern verwendet und benötigt in der Regel 12 Anschlüsse. Das 74HC595-Modul vereinfacht dies, indem es nur 5 Anschlüsse verwendet: 2 für die Stromversorgung und 3 zur Steuerung der Segmente.

Dieses Tutorial vermittelt dir nicht allzu viele komplexe Informationen zur Hardware. Stattdessen lernst du, wie man ein 4-stelliges 7-Segment-Display an den Arduino UNO R4 anschließt und wie man es programmiert, um Informationen anzuzeigen.

Arduino UNO R4 74HC595 4-stellige 7-Segmentanzeige

Dieses Handbuch zeigt, wie man das 4-Punkt-, 4-stellige 7-Segment-Display-Modul verwendet, das Fließkommawerte anzeigen kann. Wenn Sie einen Doppelpunkt als Trennzeichen anzeigen müssen, verwenden Sie bitte das TM1637 4-stellige 7-Segment-Display-Modul.

Erforderliche Hardware

1	×	Arduino UNO R4 WiFi or Arduino UNO R4 Minima
1	×	Alternativ: DIYables STEM V4 IoT, Compatible with Arduino Uno R4 WiFi
1	×	USB-Kabel Typ-A zu Typ-C (für USB-A PC)
1	×	USB-Kabel Typ-C zu Typ-C (für USB-C PC)
1	×	74HC595 4-digit 7-segment Display
1	×	Verbindungskabel
1	×	(Empfohlen) Schraubklemmenblock-Shield für Arduino Uno R4
1	×	(Empfohlen) Breadboard-Shield für Arduino Uno R4
1	×	(Empfohlen) Gehäuse für Arduino Uno R4
1	×	(Empfohlen) Stromverteiler für Arduino Uno R4
1	×	(Empfohlen) Prototyping-Grundplatte & Breadboard-Kit für Arduino Uno

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1	×	DIYables STEM V4 IoT Starter-Kit (Arduino enthalten)
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 74HC595-4-stelliges 7-Segment-Display-Modul enthält in der Regel 4 7-Segment-LEDs, 4 kleine Punkt-LEDs und pro Ziffer jeweils einen 74HC595-Treiber. Es eignet sich hervorragend zum Anzeigen von Temperaturen oder beliebigen Zahlen mit Nachkommastellen.

Pinbelegung

Das 74HC595-Modul für eine vierstellige 7-Segmentanzeige hat 5 Pins:

SCLK-Pin: Dies ist ein Eingangspin für das Taktsignal. Verbinden Sie ihn mit einem beliebigen digitalen Pin des Arduino UNO R4.
RCLK-Pin: Dies ist ein weiterer Eingangspin für das Taktsignal. Verbinden Sie ihn mit einem beliebigen digitalen Pin des Arduino UNO R4.
DIO-Pin: Dies ist ein Daten-Ein-/Ausgangspin. Verbinden Sie ihn mit einem beliebigen digitalen Pin des Arduino UNO R4.
VCC-Pin: Dieser Pin versorgt das Modul mit Strom. Verbinden Sie ihn mit einer Stromversorgung zwischen 3,3 V und 5 V.
GND-Pin: Dies ist ein Massepin. Verbinden Sie ihn mit der Masse.

Verdrahtungsdiagramm

Diese Tabelle zeigt, wie man die Pins des Arduino UNO R4 an einen 74HC595 4-stellige 7-Segmentanzeige anschließt:

Arduino UNO R4	74HC595 7-segment display
5V	5V
7	SCLK
6	RCLK
5	DIO

Wenn Sie andere Pins verwenden, ändern Sie die Pin-Nummern im Code.

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

Siehe Der beste Weg, den Arduino Uno R4 und andere Komponenten mit Strom zu versorgen.

Bibliotheksinstallation

Um die Programmierung für ein 74HC595-4-stelliges 7-Segment-Display einfach einzurichten, installieren Sie die Bibliothek DIYables_4Digit7Segment_74HC595 von DIYables.io. Hier sind die Schritte zur Installation der Bibliothek:

Klicken Sie auf das Bibliotheken-Symbol auf der linken Seite der Arduino-IDE.
Geben Sie “DIYables_4Digit7Segment_74HC595” in das Suchfeld ein und suchen Sie nach der DIYables_4Digit7Segment_74HC595-Bibliothek von DIYables.io
Drücken Sie die Install-Schaltfläche.

Arduino UNO R4 74HC595 4-stellige 7-Segmentanzeige-Bibliothek

Sie können diese Bibliothek auf GitHub ansehen

Wie man den 74HC595 für eine 4-stellige 7-Segmentanzeige mit dem Arduino UNO R4 programmiert

Binde die Bibliothek ein.

#include <DIYables_4Digit7Segment_74HC595.h>

Verbinde den Arduino UNO R4 mit dem Display-Modul wie folgt: D7 zu SCLK, D6 zu RCLK und D5 zu DIO.

#define SCLK 7 // Der Arduino UNO R4 Pin, der mit SCLK verbunden ist #define RCLK 6 // Der Arduino UNO R4 Pin, der mit RCLK verbunden ist #define DIO 5 // Der Arduino UNO R4 Pin, der mit DIO verbunden ist

Erzeuge ein Anzeigeelement mit dem Namen DIYables_4Digit7Segment_74HC595.

DIYables_4Digit7Segment_74HC595 display = DIYables_4Digit7Segment_74HC595(CLK, DIO);

Sie können ganze Zahlen mit führenden Nullen anzeigen, einschließlich negativer Zahlen.

display.printInt(-13, false); // zeigt eine Ganzzahl ohne führende Nullen an

Sie können Zahlen mit Dezimalpunkten anzeigen, führende Nullen hinzufügen und negative Zahlen zulassen.

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

Du kannst auch jede Zahl, den Dezimalpunkt oder jedes Zeichen nacheinander mithilfe grundlegender Funktionen anzeigen.

// Anzeige der Temperatur 9.3°C display.clear(); display.setNumber(1, 9); // Zeige die Zahl '9' an Position 1 display.setDot(1); // Dezimalpunkt an Position 1 aktivieren display.setNumber(2, 3); // Zeige die Zahl '3' an Position 2 display.setChar(3, SegChars::DEGREE); // Gradzeichen an Position 3 anzeigen display.setChar(4, SegChars::C); // Zeichen 'C' an Position 4 anzeigen display.show(); // Aktualisiere die Anzeige, um die gesetzten Zeichen und Zahlen anzuzeigen

Der 74HC595 4-stellige 7-Segment-Modul steuert jedes Segment und jede LED mithilfe einer Methode namens Multiplexing. Daher muss der Arduino UNO R4-Code:

Verwende die Funktion display.show() in der Hauptschleife.
Vermeide die Verwendung der Funktion delay() in der Hauptschleife.

Für weitere Details besuchen Sie die Bibliotheksreferenz.

Arduino UNO R4 Code - Ganzzahl anzeigen

#include <DIYables_4Digit7Segment_74HC595.h> // DIYables_4Digit7Segment_74HC595 library #define SCLK 7 // The Arduino UNO R4 pin connected to SCLK #define RCLK 6 // The Arduino UNO R4 pin connected to RCLK #define DIO 5 // The Arduino UNO R4 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

Befolgen Sie diese Anweisungen Schritt für Schritt:

Wenn dies das erste Mal ist, dass Sie den Arduino Uno R4 WiFi/Minima verwenden, lesen Sie das Tutorial zur Einrichtung der Umgebung für Arduino Uno R4 WiFi/Minima in der Arduino IDE Anleitung zur Einrichtung der Umgebung für Arduino Uno R4 WiFi/Minima in der Arduino IDE.
Schließen Sie das 74HC595-4-stellige 7-Segmentanzeige gemäß dem bereitgestellten Diagramm an den Arduino Uno R4 an.
Schließen Sie das Arduino Uno R4-Board über ein USB-Kabel an Ihren Computer an.
Starten Sie die Arduino IDE auf Ihrem Computer.
Wählen Sie das passende Arduino Uno R4-Board (z. B. Arduino Uno R4 WiFi) und den COM-Port aus.
Kopieren Sie den Code und öffnen Sie ihn in der Arduino IDE.
Klicken Sie in der Arduino IDE auf die Schaltfläche Upload, um den Code an Arduino UNO R4 zu senden.
Beobachten Sie die Änderungen auf der 7-Segmentanzeige.

Arduino UNO R4 Code - Anzeige von Fließkommazahlen

#include <DIYables_4Digit7Segment_74HC595.h> // DIYables_4Digit7Segment_74HC595 library #define SCLK 7 // The Arduino UNO R4 pin connected to SCLK #define RCLK 6 // The Arduino UNO R4 pin connected to RCLK #define DIO 5 // The Arduino UNO R4 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 UNO R4 Code - Temperaturanzeige

#include <DIYables_4Digit7Segment_74HC595.h> // DIYables_4Digit7Segment_74HC595 library #define SCLK 7 // The Arduino UNO R4 pin connected to SCLK #define RCLK 6 // The Arduino UNO R4 pin connected to RCLK #define DIO 5 // The Arduino UNO R4 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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