- Erforderliche Komponenten:
- Schaltplan:
- Schieberegister IC 74HC595:
- Arbeitsfluss:
- Programmiererklärung:
Raspberry Pi ist ein Prozessor-basiertes Board mit ARM-Architektur, das für Elektronikingenieure und Bastler entwickelt wurde. Der PI ist derzeit eine der vertrauenswürdigsten Projektentwicklungsplattformen. Mit höherer Prozessorgeschwindigkeit und 1 GB RAM kann der PI für viele hochkarätige Projekte wie Bildverarbeitung und Internet der Dinge verwendet werden.
Um hochkarätige Projekte durchführen zu können, muss man die Grundfunktionen von PI verstehen. In diesen Tutorials werden wir alle grundlegenden Funktionen von Raspberry Pi behandeln. In jedem Tutorial werden wir eine der Funktionen von PI diskutieren. Am Ende dieser Raspberry Pi Tutorial-Reihe können Sie selbst hochkarätige Projekte durchführen. Gehen Sie die folgenden Tutorials durch:
- Erste Schritte mit Raspberry Pi
- Himbeer-Pi-Konfiguration
- LED Blinkend
- Raspberry Pi Button Interfacing
- Raspberry Pi PWM-Generation
- Steuerung des Gleichstrommotors mit Raspberry Pi
- Schrittmotorsteuerung mit Raspberry Pi
In diesem Tutorial zum Raspberry Pi-Schieberegister werden wir das Schieberegister mit Pi verbinden. PI hat 26 GPIO-Pins, aber wenn wir Projekte wie 3D-Drucker ausführen, reichen die von PI bereitgestellten Ausgangs-Pins nicht aus. Wir brauchen also mehr Ausgangsstifte. Um PI mehr Ausgangsstifte hinzuzufügen, fügen wir den Schieberegister-Chip hinzu. Ein Schieberegister-Chip nimmt seriell Daten von der PI-Karte auf und gibt eine parallele Ausgabe aus. Der Chip hat eine Größe von 8 Bit, daher nimmt der Chip seriell 8 Bit von PI und liefert dann den 8-Bit-Logikausgang über 8 Ausgangspins.
Für das 8-Bit-Schieberegister verwenden wir den IC 74HC595. Es ist ein 16-PIN-Chip. Die Pin-Konfiguration des Chips wird weiter unten in diesem Tutorial erläutert.
In diesem Tutorial verwenden wir drei GPIO-Pins von PI, um acht Ausgänge vom Schieberegister-Chip zu erhalten. Denken Sie daran, dass die PINS des Chips nur für die Ausgabe bestimmt sind. Daher können wir keine Sensoren an die Chipausgabe anschließen und erwarten, dass der PI sie liest. Am Chipausgang sind LEDs angeschlossen, um die von PI gesendeten 8-Bit-Daten anzuzeigen.
Wir werden ein wenig über Raspberry Pi GPIO Pins diskutieren, bevor wir fortfahren.
In Raspberry Pi 2 befinden sich 40 GPIO-Ausgangspins. Von 40 können jedoch nur 26 GPIO-Pins (GPIO2 bis GPIO27) programmiert werden. Einige dieser Pins erfüllen einige spezielle Funktionen. Mit speziellem GPIO haben wir nur noch 17 GPIO übrig. Jeder dieser 17 GPIO-Pins kann maximal 15 mA Strom liefern. Die Summe der Ströme aller GPIO-Pins darf 50 mA nicht überschreiten . Weitere Informationen zu GPIO-Pins finden Sie unter: LED blinkt mit Raspberry Pi
Erforderliche Komponenten:
Hier verwenden wir Raspberry Pi 2 Model B mit Raspbian Jessie OS. Alle grundlegenden Hardware- und Softwareanforderungen wurden bereits erläutert. Sie können sie in der Raspberry Pi-Einführung nachschlagen.
- Verbindungsstifte
- 220Ω oder 1KΩ Widerstand (6)
- LED (8)
- 0,01µF Kondensator
- 74HC595 IC
- Brotbrett
Schaltplan:
Schieberegister IC 74HC595:
Lassen Sie uns über die PINS von SHIFT REGISTER sprechen, die wir hier verwenden werden.
Pin Name |
Beschreibung |
Q0 - Q7 |
Sie sind die Ausgangspins (rotes Rechteck), an denen wir 8-Bit-Daten parallel erhalten. Wir werden acht LEDs an sie anschließen, um den parallelen Ausgang zu sehen. |
Daten-Pin (DS) |
Die ersten Daten werden Stück für Stück an diesen Pin gesendet. Um 1 zu senden, ziehen wir den DATA-Pin hoch und um 0 zu senden, ziehen wir den DATA-Pin herunter. |
Clock Pin (SHCP) |
Jeder Impuls an diesem Pin zwingt die Register, ein Datenbit vom DATA-Pin aufzunehmen und zu speichern. |
Shift Output (STCP) |
Nach dem Empfang von 8 Bits geben wir diesen Pin an, um den Ausgang zu sehen. |
Arbeitsfluss:
Wir werden dem Flussdiagramm folgen und ein Dezimalzählerprogramm in PYTHON schreiben. Wenn wir das Programm ausführen, sehen wir die LED-Zählung mit dem Schieberegister in Raspberry Pi.
Programmiererklärung:
Sobald alles gemäß Schaltplan angeschlossen ist, können wir den PI einschalten, um das Programm in PYHTON zu schreiben.
Wir werden über einige Befehle sprechen, die wir im PYHTON-Programm verwenden werden.
Wir werden die GPIO-Datei aus der Bibliothek importieren. Mit der folgenden Funktion können wir die GPIO-Pins von PI programmieren. Wir benennen auch "GPIO" in "IO" um. Wenn wir also im Programm auf GPIO-Pins verweisen möchten, verwenden wir das Wort "IO".
importiere RPi.GPIO als IO
Manchmal, wenn die GPIO-Pins, die wir verwenden möchten, andere Funktionen ausführen. In diesem Fall erhalten wir während der Ausführung des Programms Warnungen. Der folgende Befehl weist den PI an, die Warnungen zu ignorieren und mit dem Programm fortzufahren.
IO.setwarnings (False)
Wir können die GPIO-Pins von PI entweder anhand der Pin-Nummer an Bord oder anhand ihrer Funktionsnummer referenzieren. Wie 'PIN 29' auf der Karte ist 'GPIO5'. Also sagen wir hier entweder, dass wir den Pin hier durch '29' oder '5' darstellen werden.
IO.setmode (IO.BCM)
Wir setzen GPIO4-, GPIO5- und GPIO6-Pins als Ausgang
IO.setup (4, IO.OUT) IO.setup (5, IO.OUT) IO.setup (6, IO.OUT)
Dieser Befehl führt die Schleife 8 Mal aus.
für y im Bereich (8):
Während 1: für die Endlosschleife verwendet wird. Mit diesem Befehl werden die Anweisungen in dieser Schleife kontinuierlich ausgeführt.
Weitere Erläuterungen zum Programm finden Sie im folgenden Codeabschnitt. Wir haben jetzt alle Anweisungen, um Daten an das SHIFT REGISTER zu senden.