ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
هل سبق لك أن وجدت نفسك ترغب في التحكم في الكثير من أجهزة LED ؟ أو هل تحتاج فقط إلى مزيد من دبابيس I / O للتحكم في الأزرار وأجهزة الاستشعار والمضاعفات في وقت واحد ؟ حسنًا ، يمكنك توصيل بعض أجهزة استشعار دبابيس الاردوينو ، لكنك ستبدأ بسرعة في نفاد الدبابيس على الاردوينو الخاص بك .
الحل لهذا هو استخدام “مسجل التحول” . يسمح لك مسجل الإزاحة بتوسيع عدد دبابيس I / O التي يمكنك استخدامها من الاردوينو (أو أي متحكم لهذه المسألة). يعد مسجل التحول 74HC595 أحد أكثر السجلات شهرة بين الجميع .
يتحكم مسجل التحول 74HC595 بشكل أساسي في ثمانية دبابيس إخراج منفصلة ، وذلك باستخدام ثلاثة دبابيس إدخال فقط . وإذا كنت بحاجة إلى أكثر من 8 خطوط إدخال / إخراج إضافية ، فيمكنك إزالة سلسلة المفاتيح بسهولة كما تشاء وإنشاء الكثير من خطوط إدخال / إخراج . يتم تحقيق كل هذا من خلال ما يُعرف باسم تغيير البت .
متى يجب استخدام Shift Register ؟
غالبًا ما تستخدم مسجلات التحويل لغرض حفظ الاطراف على المتحكم ، حيث أن كل متحكم لديه عدد محدود من دبابيس I / O (GPIO) .
إذا احتاج مشروعك إلى التحكم في 16 مؤشر LED فردي ، فذلك يتطلب عادة 16 دبوسًا من الاردوينو . في حالة عدم توفر 16 دبابيس إدخال / إخراج ، فهذا هو المكان الذي يكون فيه مسجل التحويل في متناول اليد . مع اثنين من مسجلات التحول متصلة علي التسلسل ، يمكننا إنجاز مهمة التحكم في 16 مصباح باستخدام فقط 3 دبابيس I / O . وليس هذا فقط ؛ يمكنك حفظ المزيد من الاطراف والمزيد من مسجلات التحول التي قمت بتقييدها معًا .
كيف يعمل 74HC595 Shift Register ؟
يحتوي مسجل الازاحة على مسجلين (يمكن اعتبارهما “حاويات ذاكرة”) ، يحتوي كل منها على 8 بت فقط من البيانات . أول واحد يسمى مسجل التحول . يقع مسجل Shift عميقًا داخل دوائر IC ، ويقبل الإدخال بهدوء .
كلما طبقنا نبض الساعة على مسجل الازاحة ، يحدث شيئان :
- البتات في Shift Register تحرك خطوة واحدة إلى اليسار . عند الحافة الصاعدة للنبض ، إذا كان دبوس البيانات مرتفعًا ، يتم دفع 1 في سجل الإزاحة . خلاف ذلك ، هو 0 .
- عند تمكين دبوس Latch ، يتم نسخ محتويات Shift Register في السجل الثاني ، ويسمى السجل / التخزين Latch . يرتبط كل جزء من سجل التخزين بأحد دبابيس الإخراج QA-QH الخاصة بالدائرة المتكاملة ، وذلك بشكل عام ، عندما تتغير القيمة في “سجل التخزين” ، تتغير المخرجات أيضًا.
يمكنك فهم هذا بشكل أفضل مع الرسم التوضيحي الموضح أدناه.
أطراف مسجل الازاحة 74HC595 Shift
يأتي مسجل الازاحة في مجموعة متنوعة من الماركات والموديلات . هنا سنتحدث عن جهاز Texas Instruments SN74HC595N . إذا حصلت على شريحة مختلفة ، فاقرأ ورقة البيانات الخاصة بها بعناية وقم بتدوين أي اختلافات .
دعنا نلقي نظرة على أطرافه. لاحظ أن اثنين من الاطراف لديها خط فوق اسمهم . هذا يعني أنها تعمل في “المنطق السلبي” . سوف تتعرف على ذلك لاحقًا .
- GND يجب أن تكون مرتبطة GND إلى أرضي الاردوينو .
- VCC هو مصدر الطاقة لمسجل التحول 74HC595 الذي نقوم بتوصيل دبوس 5V على اردوينو .
- SER يستخدم لتغذية البيانات في مسجل التحول قليلا في وقت واحد .
- SRCLK (Shift Register Clock) هي ساعة مسجل الإزاحة. مسجل الإزاحة هو يحركها على مدار الساعة على الحافة الصاعدة . هذا يعني أنه من أجل تحويل البتات إلى مسجل الإزاحة ، يجب أن تكون الساعة عالية . ويتم نقل البتات في الحافة الصاعدة من الساعة .
- RCLK هو دبوس مهم جدا . عند تشغيله HIGH ، يتم نسخ محتويات Shift Register في سجل التخزين ؛ الذي يظهر في النهاية في الإخراج . لذلك يمكن اعتبار الدبوس بمثابة الخطوة الأخيرة في العملية لرؤية نتائجنا في المخرجات ، والتي في هذه الحالة هي المصابيح .
- SRCLR (Shift Register Clear) يسمح لنا هذا الدبوس بإعادة ضبط المسجل Shift بأكمله ، مما يجعل جميع وحداته 0 ، في وقت واحد . هذا هو دبوس المنطق السلبي ، لذلك لتنفيذ إعادة تعيين . نحن بحاجة إلى ضبط SRCLR pin LOW . عندما لا تكون هناك حاجة لإعادة تعيين ، يجب أن يكون هذا الدبوس ذو قيمة عالية .
- OE يعتبر منطقًا سلبيًا أيضًا : عندما يكون الجهد الكهربائي مرتفعًا ، يتم تعطيل / ضبط دبابيس الإخراج على حالة مقاومة عالية ولا تسمح بتدفق التيار . عندما يحصل الجهد الكهربي على الجهد المنخفض ، تعمل دبابيس الإخراج بشكل طبيعي .
- QA – QH هي دبابيس الإخراج ويجب أن تكون متصلاً ببعض أنواع المخرجات مثل LEDs و 7 Segments إلخ .
- QH ‘Pin إذا قمت بتوصيل طرف QH هذا بدبوس SER الخاص بـ مسجل أزاحة آخر ، ومنح كلا ICs إشارة الساعة نفسها ، فسيتصرفان مثل IC واحد مع 16 مخرجات .
الأسلاك - توصيل 74HC595 Shift Register إلى الاردوينو
الآن بعد أن أصبح لدينا فهم أساسي لكيفية عمل 74HC595 ، يمكننا أن نبدأ بتثبيته على الاردوينو لدينا !
ابدأ بوضع مسجل التحول على اللوح الخاص بك ، والتأكد من أن كل جانب من جوانب IC موجود على جانب منفصل من اللوح . مع مواجهة الشق الصغير ذي الشكل U لأعلى ، تكون الاطراف 1-8 أسفل الجانب الأيسر من الأعلى إلى الأسفل و16-9 أسفل الجانب الأيمن من أعلى إلى أسفل كما يمكن رؤيته في الرسم التوضيحي أدناه .
في البدء ، دعنا نوصِّل الاطراف 16 (VCC) و 10 (SRCLR) بالطرف 5v على الاردوينو وتوصيل الطرف 8 (GND) و 13 (OE) بطرف Gnd على الاردوينو . هذا ينبغي أن تبقي IC في وضع العمل العادي .
بعد ذلك ، نحتاج إلى توصيل الاطراف الثلاثة التي سنتحكم بها في سجل التحويل من خلال :
- دبوس 11 (SRCLK) من مسجل التحول إلى دبوس 6 على اردوينو .
- دبوس 12 (RCLK) من التحول مسجل إلى الرقم 5 على اردوينو .
- دبوس 14 (SER) من مسجل التحول إلى دبوس 4 على اردوينو .
الآن ، علينا فقط توصيل جميع دبابيس الإخراج بمصابيح LED الخاصة بنا ، مما يضمن وضع المقاوم 220 اوم قبل مصابيح LED لتقليل التيار وأن توصل كاثودات المصابيح إلى الأرض .
عند وضع LEDs ، تأكد من توصيلها بالترتيب ، بحيث تكون QA موصلة لأول مؤشر LED ، وأن QH يكون موصلا إلى LED الأخير ، وإلا فلن يقوم كودنا بإضاءة مصابيح LED بالترتيب الصحيح !
عندما تنتهي ، يجب أن يكون لديك شيء يشبه الرسم التوضيحي الموضح أدناه .
الكود البرمجي لمسجل الازاحة
نحن الآن على استعداد لوضع بعض الاكواد ! قم بتوصيل الاردوينو بالكمبيوتر وجرب الكود التالي .
لتحميل الكود البرمجي اضغط هنا
بمجرد تحميل الكود البرمجي إلى الاردوينو ، سترى أن الإخراج يظهر كما يلي :
أنتهت !!!
يعطيكم العافيه على الشرح الجميل❤️❤️❤️
الله يعافيك يارب