В настоящее время семисегментные индикаторы (их еще называют семисегментные дисплеи – Seven Segment Display) находят широкое применение для отображения алфавитно-цифровой информации в различных электронных проектах. В данной статье мы рассмотрим подключение подобного индикатора к плате NodeMCU ESP8266 и будем последовательно отображать на нем цифры от ‘0’ до ‘9’ и буквы от ‘a’ до ‘f’.
Ранее на нашем сайте мы рассматривали применение семисегментных индикаторов в следующих проектах:
- счетчик 0-99 на микроконтроллере AVR ATmega32;
- подключение семисегментного дисплея к Arduino Uno;
- часы на Arduino и 4-х разрядном семисегментном индикаторе;
- подключение семисегментного индикатора к Raspberry Pi.
Необходимые компоненты
- NodeMCU ESP8266 (купить на AliExpress).
- Семисегментный индикатор с общим катодом (купить на AliExpress).
- Резистор 100 Ом (купить на AliExpress).
- Макетная плата.
- Соединительные провода.
Общие сведения о семисегментных индикаторах
Семисегментные индикаторы (Seven Segment Displays, SSD) позволяют отображать цифры и буквы на своем экране и находят применение в калькуляторах, цифровых часах и т.п. Они состоят из сегментов семи светодиодов, упорядоченных в форме цифры “8”. Каждый такой сегмент подключен к своему контакту, которые имеют обозначение ‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘d’, ‘e’ и ‘f’. Также есть и общая точка, которая подключена к контакту ‘dp’. Внешний вид семисегментного индикатора показан на следующем рисунке.
На следующем рисунке показано физическое соответствие сегментов индикатора и его контактов.
Семисегментные индикаторы бывают двух типов: с общим катодом (Common Cathode) и общим анодом (Common Anode). Распиновка семисегментных индикаторов этих двух типов показана на следующих рисунках.
Более подробно принципы работы с семисегментным индикатором вы можете изучить в следующих статьях на нашем сайте:
- семисегментный светодиодный индикатор: описание, подключение к микроконтроллеру;
- перевод двоичного кода десятичного числа в код семисегментного индикатора. Программа вывода цифры на одноразрядный светодиодный индикатор;
- многоразрядный семисегментный индикатор: организация динамической индикации, алгоритм работы, программа индикации.
Схема проекта
Схема подключения к NodeMCU ESP8266 семисегментного индикатора представлена на следующем рисунке.
Подключите контакт GND платы NodeMCU ESP8266 к отрицательной шине макетной платы, а ее контакт Vin – к положительной шине макетной платы. Подключите контакты D8, D7, D6, D5, D4, D3, D2 и D1 платы NodeMCU ESP8266 к контактам g’, ‘f’, ‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘dp’, ‘e’ и ‘d’ семисегментного индикатора соответственно. Соедините общий контакт семисегментного индикатора с отрицательной шиной макетной платы через резистор 100 Ом (для ограничения тока – чтобы не повредить индикатор).
Плата NodeMCU ESP8266 в нашем проекте получает питание через USB кабель, подключенный к компьютеру. Напряжение 3.3V формируется внутренним регулятором платы – оно используется для питания семисегментного индикатора через контакт ‘Vin’.
Объяснение программы для NodeMCU ESP8266
Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим его основные фрагменты.
Программировать NodeMCU ESP8266 мы будем с помощью Arduino IDE. Контакты ввода/вывода общего назначения (GPIO pins) платы NodeMCU ESP8266 подключены к соответствующим сегментам индикатора. Когда нам необходимо будет зажечь какой-нибудь сегмент индикатора, мы будем подавать положительное напряжение на его контакт.
Перед написанием кода программы убедитесь в том, что в вашу Arduino IDE установлена библиотека “ESP8266”.
Первым делом в коде программы объявите контакты семисегментного индикатора (A, B, C и т.д.) как константы целого типа (“const” “int” type) и назначьте их контактам GPIO платы NodeMCU ESP8266. В функции void setup() задайте режимы работы этих контактов на вывод данных.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
const int A = 12; const int B = 14; void setup() { pinMode(A, OUTPUT); pinMode(B, OUTPUT); . . . } |
В функции “void loop()” мы будем вызывать различные функции для отображения различных цифр и символов на семисегментном индикаторе с интервалом 1 секунда.
|
1 2 3 4 |
zero(); delay(1000); one(); delay(1000); |
Далее в коде каждой подобной функции укажем на какие контакты индикатора нужно подавать уровень HIGH, а на какие – уровень LOW, для отображения необходимого нам символа. К примеру, код такой функции для отображения нуля на индикаторе будет выглядеть следующим образом.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
void zero(){ digitalWrite(A, HIGH); digitalWrite(B, HIGH); digitalWrite(C, HIGH); digitalWrite(D, HIGH); digitalWrite(E, HIGH); digitalWrite(F, HIGH); digitalWrite(G, LOW); digitalWrite(DP, LOW); } |
Тестирование работы проекта
Если код программы не загружается в вашу плату NodeMCU попробуйте отключить контакт D8 платы на время загрузки программы. Во время этой операции не нужно вносить в код программы какие либо изменения.
После загрузки кода программы в плату на семисегментном индикаторе должны начать показываться цифры от “0” до “9”, после чего начнут показываться буквы от “A” до “F”, затем снова цифры начиная с “0” и т.д.
На следующем рисунке показан пример отображения буквы “b” на семисегментном индикаторе.
Исходный код программы (скетча)
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 |
const int A = 12; const int B = 14; const int C = 2; const int D = 5; const int E = 4; const int F = 13; const int G = 15; const int DP = 0; void setup() { pinMode(A, OUTPUT); pinMode(B, OUTPUT); pinMode(C, OUTPUT); pinMode(D, OUTPUT); pinMode(E, OUTPUT); pinMode(F, OUTPUT); pinMode(G, OUTPUT); pinMode(DP, OUTPUT); } void loop() { zero(); delay(1000); one(); delay(1000); two(); delay(1000); three(); delay(1000); four(); delay(1000); five(); delay(1000); six(); delay(1000); seven(); delay(1000); eight(); delay(1000); nine(); delay(1000); a(); delay(1000); b(); delay(1000); c(); delay(1000); d(); delay(1000); e(); delay(1000); f(); delay(1000); } void zero(){ digitalWrite(A, HIGH); digitalWrite(B, HIGH); digitalWrite(C, HIGH); digitalWrite(D, HIGH); digitalWrite(E, HIGH); digitalWrite(F, HIGH); digitalWrite(G, LOW); digitalWrite(DP, LOW); } void one(){ digitalWrite(A, LOW); digitalWrite(B, HIGH); digitalWrite(C, HIGH); digitalWrite(D, LOW); digitalWrite(E, LOW); digitalWrite(F, LOW); digitalWrite(G, LOW); digitalWrite(DP, LOW); } void two(){ digitalWrite(A, HIGH); digitalWrite(B, HIGH); digitalWrite(C, LOW); digitalWrite(D, HIGH); digitalWrite(E, HIGH); digitalWrite(F, LOW); digitalWrite(G, HIGH); digitalWrite(DP, LOW); } void three(){ digitalWrite(A, HIGH); digitalWrite(B, HIGH); digitalWrite(C, HIGH); digitalWrite(D, HIGH); digitalWrite(E, LOW); digitalWrite(F, LOW); digitalWrite(G, HIGH); digitalWrite(DP, LOW); } void four(){ digitalWrite(A, LOW); digitalWrite(B, HIGH); digitalWrite(C, HIGH); digitalWrite(D, LOW); digitalWrite(E, LOW); digitalWrite(F, HIGH); digitalWrite(G, HIGH); digitalWrite(DP, LOW); } void five(){ digitalWrite(A, HIGH); digitalWrite(B, LOW); digitalWrite(C, HIGH); digitalWrite(D, HIGH); digitalWrite(E, LOW); digitalWrite(F, HIGH); digitalWrite(G, HIGH); digitalWrite(DP, LOW); } void six(){ digitalWrite(A, HIGH); digitalWrite(B, LOW); digitalWrite(C, HIGH); digitalWrite(D, HIGH); digitalWrite(E, HIGH); digitalWrite(F, HIGH); digitalWrite(G, HIGH); digitalWrite(DP, LOW); } void seven(){ digitalWrite(A, HIGH); digitalWrite(B, HIGH); digitalWrite(C, HIGH); digitalWrite(D, LOW); digitalWrite(E, LOW); digitalWrite(F, LOW); digitalWrite(G, LOW); digitalWrite(DP, LOW); } void eight(){ digitalWrite(A, HIGH); digitalWrite(B, HIGH); digitalWrite(C, HIGH); digitalWrite(D, HIGH); digitalWrite(E, HIGH); digitalWrite(F, HIGH); digitalWrite(G, HIGH); digitalWrite(DP, LOW); } void nine(){ digitalWrite(A, HIGH); digitalWrite(B, HIGH); digitalWrite(C, HIGH); digitalWrite(D, HIGH); digitalWrite(E, LOW); digitalWrite(F, HIGH); digitalWrite(G, HIGH); digitalWrite(DP, LOW); } void a(){ digitalWrite(A, HIGH); digitalWrite(B, HIGH); digitalWrite(C, HIGH); digitalWrite(D, LOW); digitalWrite(E, HIGH); digitalWrite(F, HIGH); digitalWrite(G, HIGH); digitalWrite(DP, LOW); } void b(){ digitalWrite(A, LOW); digitalWrite(B, LOW); digitalWrite(C, HIGH); digitalWrite(D, HIGH); digitalWrite(E, HIGH); digitalWrite(F, HIGH); digitalWrite(G, HIGH); digitalWrite(DP, LOW); } void c(){ digitalWrite(A, HIGH); digitalWrite(B, LOW); digitalWrite(C, LOW); digitalWrite(D, HIGH); digitalWrite(E, HIGH); digitalWrite(F, HIGH); digitalWrite(G, LOW); digitalWrite(DP, LOW); } void d(){ digitalWrite(A, LOW); digitalWrite(B, HIGH); digitalWrite(C, HIGH); digitalWrite(D, HIGH); digitalWrite(E, HIGH); digitalWrite(F, LOW); digitalWrite(G, HIGH); digitalWrite(DP, LOW); } void e(){ digitalWrite(A, HIGH); digitalWrite(B, LOW); digitalWrite(C, LOW); digitalWrite(D, HIGH); digitalWrite(E, HIGH); digitalWrite(F, HIGH); digitalWrite(G, HIGH); digitalWrite(DP, LOW); } void f(){ digitalWrite(A, HIGH); digitalWrite(B, LOW); digitalWrite(C, LOW); digitalWrite(D, LOW); digitalWrite(E, HIGH); digitalWrite(F, HIGH); digitalWrite(G, HIGH); digitalWrite(DP, LOW); } |
