[F.Abdelaziz]

التحكم فى السفن سيجمنت والمشغل MAX7219 بواسطة الاردوينو مع المكتبة LedControl :



سوف نستحدم الوحدة (الموديول) المكون من الدائرة المتكاملة MAX7219 مع شاشة عرض سفن سيجمنت مكونة من حتى ثمانى أرقام digits والمبينة أدناه . يمكن توصيل حتى ثمانى وحدات على التتالى cascade .

هناك مكتبة مطلوبة ليتم تضمينها للعمل مع هذه الوحدة وتسمى LedControl ، يتم تحميلها من الرابط أدناه وثبيتها فى بيئة تطوير الاردوينو .
https://github.com/wayoda/LedControl

التوصيل :
المديول به 5 أطراف للتوصيل وهى سهلة التوصيل . يتوفر الموديول مع خيار للتتالي cascading مع المزيد من الموديولات من نوعه ، وبالتالي تشكيل شاشة أكبر. لنفكر فقط في وحدة واحدة للبساطة.
يتم إجراء الاتصالات على النحو التالي :

VCC- 5v of arduino
GND- gnd of arduino
Din- pin 12
CS(Load)-pin 10
Clk-pin 11
Dout is connected to the Din of the next module.

[F.Abdelaziz]

البرمجة :
مثال المكتبة :
البرنامج :

//We always have to include the library
#include "LedControl.h"

/*
 Now we need a LedControl to work with.
 ***** These pin numbers will probably not work with your hardware *****
 pin 12 is connected to the DataIn 
 pin 11 is connected to the CLK 
 pin 10 is connected to LOAD 
 We have only a single MAX72XX.
 */
LedControl lc=LedControl(12,11,10,1);

/* we always wait a bit between updates of the display */
unsigned long delaytime=250;

void setup() {
  /*
   The MAX72XX is in power-saving mode on startup,
   we have to do a wakeup call
   */
  lc.shutdown(0,false);
  /* Set the brightness to a medium values */
  lc.setIntensity(0,8);
  /* and clear the display */
  lc.clearDisplay(0);
}


/*
 This method will display the characters for the
 word "Arduino" one after the other on digit 0. 
 */
void writeArduinoOn7Segment() {
  lc.setChar(0,0,'a',false);
  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,0x05);// r
  delay(delaytime);

  lc.setChar(0,0,'d',false);
  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,0x1c);//u
  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,B00010000);//i
  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,0x15);//n
  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,0x1D);//o
  delay(delaytime);
  lc.clearDisplay(0);
  delay(delaytime);
} 

/*
  This method will scroll all the hexa-decimal
 numbers and letters on the display. You will need at least
 four 7-Segment digits. otherwise it won't really look that good.
 */
void scrollDigits() {
  for(int i=0;i<13;i++) {
    lc.setDigit(0,3,i,false);
    lc.setDigit(0,2,i+1,false);
    lc.setDigit(0,1,i+2,false);
    lc.setDigit(0,0,i+3,false);
    delay(delaytime);
  }
  lc.clearDisplay(0);
  delay(delaytime);
}

void loop() { 
  writeArduinoOn7Segment();
  scrollDigits();
}

الوصف :

1- فى بداية البرنامج (الاسكيتش) يجب تضمين ملف رأس المكتبة :

 //We always have to include the library
#include "LedControl.h"

ثم يتم تحديد أطراف الاتصال بين الوحدة والاردوينو ، ومن ثم يتم إنشاء كائن من فئة المكتبة :

/*
 Now we need a LedControl to work with.
 ***** These pin numbers will probably not work with your hardware *****
 pin 12 is connected to the DataIn 
 pin 11 is connected to the CLK 
 pin 10 is connected to LOAD 
 We have only a single MAX72XX.
 */

LedControl lc=LedControl(12,11,10,1);

الدوال المستخدمة :

الدالة :

LedControl new_disp = LedControl(dataPin, clkPin,  csPin,  Devices)

• تؤدي هذه الدالة (تسمى دالة المنشىء) إلى إنشاء كائن من فئة LEDControl (اسم الكائن هنا ، new_disp ؛ يمكن استخدام أي اسم صالح آخر ) وهى تتخاطب مع MAX7219 الموجودة على وحدة (موديول) العرض المكون من السفن سيجمنت .
• dataPine هو طرف Arduino الذي يتصل بطرف دخل البيانات DIN بالوحدة (الموديول) . وهو طرف الاردوينو حيث يتم نقل (إزاحة) البيانات للخارج .
• clkPin هو طرف Arduino الذي يتصل بالطرف CLK على الوحدة . وهو طرف الساعة clock .
• csPin هو طرف Arduino المتصل بالطرف CS / Load على الوحدة. هذا الطرف لتحديد (اختيار) الجهاز عندما يتم إرسال البيانات.
• Devices تحدد الحد الأقصى لعدد الأجهزة التي يمكن التحكم فيها. يمكن أن يتراوح ما بين 1 إلى 8. وهو عدد الأجهزة المتصلة في تتالي cascade .
• الجهاز المتصل مباشرةً بالأطراف المحددة يكون له العنوان address 0 . الجهاز الموجود بجواره المتتالي مباشرةً يكون له العنوان 1. الجهاز الثامن (الجهاز الأخير في اتصال التسلسل) يكون له العنوان 7.

الدالة :

new_disp.shutdown(addr, status)

• تستخدم هذه الدالة لتوفير الطاقة.
• إذا كانت الحالة status صواب true ، ينتقل الجهاز المقابل للعنوان addr إلى وضع إيقاف التشغيل. إذا كانت الحالة status خطأ false ، فإن الجهاز يعمل بشكل طبيعي.

الدالة :

new_disp.setIntensity(addr, intensity)

• تستخدم هذه الدالة لضبط سطوع الشاشة التي عنوانها addr.
• يمكن أن تتراوح الشدة بين 1 و 15. 1 كحد أدنى و 15 كحد أقصى.

الدالة :

 new_disp.setDigit(addr, digit, value, dp)

• تستخدم هذه الدالة لعرض رقم number ، المشار إليه بالبارامتر (value) ، على الشاشة بالعنوان addr . يتم عرض الرقم في الموضع (الأحاد units ، العشرات tens ، وما إلى ذلك) المذكورة بواسطة البارامتر digit (يمكن أن تكون من 0 إلى 7) . البارامتر dp يحدد الفاصلة العشرية. إذا كان dp خطأ false ، فستكون النقطة العشرية معطلة.

الدالة :

new_disp.setChar(addr, digit, value, dp)

• تستخدم هذه الدالة لعرض حرف character ، المشار إليه بالبارامتر (value) على الشاشة بالعنوان addr . يتم عرض الحرف في الموضع (الأحاد units ، العشرات tens ، وما إلى ذلك) المذكورة بواسطة البارامتر digit (يمكن أن تكون من 0 إلى 7). يحدد البارامتر dp الفاصلة العشرية. إذا كان dp خطأ ً false ، فستكون النقطة العشرية معطلة.
• يمكن فقط عرض بعض الحروف .

2- دائما ما ننتظر قليلا ما بين تحديث الشاشة :

/* we always wait a bit between updates of the display */
unsigned long delaytime=250;

3- نأتى إلى دالة الإعداد setup . فى البداية ، ونظرا لأن MAX72XX يبدأ العمل فى وضع "توفير القدرة" ، فعلينا إيقاظه ، وضبط شدة إضاءة الشاشة ، ومسح الشاشة للتهيئة للعمل :

 
void setup() {
  /*
   The MAX72XX is in power-saving mode on startup,
   we have to do a wakeup call
   */
  lc.shutdown(0,false);

  /* Set the brightness to a medium values */
  lc.setIntensity(0,8);
  /* and clear the display */
  lc.clearDisplay(0);
}

طباعة الأرقام Printing numbers
الاستخدام الأكثر شيوعًا لشاشات العرض السفن سيجمنت هو إظهار الأرقام numbers . الدالة الأولى التي ننظر إليها setDigit تأخذ وسيط نوع البايت وتطبع الرقم المقابل في العمود المحدد. يعمل نطاق القيم الصالحة من 0..15 . تتم طباعة جميع القيم بين 0..9 كأرقام digits ، ويتم طباعة القيم بين 10..15 كمكافئها السداسي عشر.
سيتم ببساطة تجاهل أي قيمة أخرى ، مما يعني أنه لن تتم طباعة أي شيء. لن يتم إفراغ blanked العمود الموجود على الشاشة ، بل سيحتفظ ببساطة بقيمته الصالحة الأخيرة. يمكن تشغيل الفاصلة العشرية في العمود أو إيقاف تشغيله باستخدام وسيط إضافى .
فيما يلي مثال صغير يطبع قيمة نوع int هى (-999..999) على شاشة مكونة من 4 أرقام digits .

void printNumber(int v) {
    int ones;
    int tens;
    int hundreds;
    boolean negative;	

    if(v < -999 || v > 999) 
       return;

    if(v<0) {
        negative=true;
        v=v*-1;
    }

    ones=v%10;
    v=v/10;
    tens=v%10;
    v=v/10;
    hundreds=v;
			
    if(negative) {
       //print character '-' in the leftmost column	
       lc.setChar(0,3,'-',false);
    }
    else {
       //print a blank in the sign column
       lc.setChar(0,3,' ',false);
    }
    //Now print the number digit by digit
    lc.setDigit(0,2,(byte)hundreds,false);
    lc.setDigit(0,1,(byte)tens,false);
    lc.setDigit(0,0,(byte)ones,false);
}

فيما يلى النموذج الأولي prototype للدالة :

/* 
 * Display a (hexadecimal) digit on a 7-Segment Display
 * Params:
 * addr  address of the display
 * digit the position of the digit on the display (0..7)
 * value the value to be displayed. (0x00..0x0F)
 * dp    sets the decimal point.
 */

void setDigit(int addr, int digit, byte value, boolean dp);

يجب أن يكون الوسيط digit فى النطاق 0..7 لأن MAX72XX يمكنه أن يقود ما يصل إلى ثمانية شاشات عرض سفن سيجمنت . الفهرس index يبدأ من 0 كالمعتاد.

طباعة الأحرف Printing characters

هناك مجموعة محدودة من الأحرف التى يمكن عرضها على شاشة السفن سيجمنت . الاستخدام الشائع سيكون الحرف '-' للقيم السالبة والحروف الستة 'A'..'F' للقيم السداسية.
الدالة setChar(addr,digit,value,dp) - تقبل قيمة value من نوع char للنطاق الكامل لتكويد أسكى ASCII ذات 7 بت. نظرًا لأن الأنماط التي يمكن التعرف عليها محدودة ، أشهر الأحرف المحددة (المعرفة) هي حرف الفراغ <space> . ولكن هناك عدد قليل من الأحرف التي لها معنى على شاشة السفن سيجمنت . فيما يلي مجموعة الأحرف القابلة للطباعة:

• 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
• A a (prints upper case)
• B b (prints lower case)
• C c (prints lower case)
• D d (prints lower case)
• E e (prints upper case)
• F f (prints upper case)
• H h (prints upper case)
• L l (prints upper case)
• P p (prints upper case)
• - (the minus sign)
• ., (lights up the decimal-point)
• _ (the underscore)
• <SPACE> (the blank or space char)

من أجل راحتك ، تم أيضًا إعادة تعريف الأحرف السداسية عشرية بقيم الأحرف 0x00...0x0F . إذا كنت ترغب في مزج الأرقام digits والحروف characters على الشاشة ، يمكنك ببساطة أن تأخذ نفس وسيط البايت التي كنت ستستخدمها للدالة setDigit() وستطبع القيمة السداسية العشرية.

النموذج الأولي للدالة هو نفسه تقريبا لعرض الأرقام digits .

/* 
 * Display a character on a 7-Segment display.
 * There are only a few characters that make sense here :
 * '0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','0',
 * 'A','b','c','d','E','F','H','L','P',
 * '.','-','_',' ' 
 * Params:
 * addr	  address of the display
 * digit  the position of the character on the display (0..7)
 * value  the character to be displayed. 
 * dp     sets the decimal point.
*/

void setChar(int addr, int digit, char value, boolean dp);

يمكن رسم أي حرف آخر باستخدام الدالة setRow() . على سبيل المثال ، إذا كنت تريد عرض شيء يشبه الحرف الصغير 't' :



4- عودة إلى برنامج مثال المكتبة : إنشاء دالة لعرض حروف الكلمة "Arduino" حرف تلو الآخر على خانة الرقم digit 0 من الوحدة :

/*
 This method will display the characters for the
 word "Arduino" one after the other on digit 0. 
 */
void writeArduinoOn7Segment() {

  lc.setChar(0,0,'a',false);
  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,0x05);// r
  delay(delaytime);

  lc.setChar(0,0,'d',false);
  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,0x1c);//u
  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,B00010000);//i
  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,0x15);//n
  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,0x1D);//o
  delay(delaytime);

  lc.clearDisplay(0);
  delay(delaytime);
}

5- إنشاء دالة لتمرير جميع الأعداد السداسية عشر والأحرف على الشاشة ، سوف تحتاج لأربعة أرقام digits على الأقل وإلا لن يكون العرض بالشكل الجيد .

/*
  This method will scroll all the hexa-decimal
 numbers and letters on the display. You will need at least
 four 7-Segment digits. otherwise it won't really look that good.
 */
void scrollDigits() {
  for(int i=0;i<13;i++) {
    lc.setDigit(0,3,i,false);
    lc.setDigit(0,2,i+1,false);
    lc.setDigit(0,1,i+2,false);
    lc.setDigit(0,0,i+3,false);
    delay(delaytime);
  }

  lc.clearDisplay(0);
  delay(delaytime);
}

6- أخيرا ، فى الدالة loop يتم استدعاء الدالتين للتنفيذ :

void loop() { 
  writeArduinoOn7Segment();
  scrollDigits();
}

النتائج :

[F.Abdelaziz]

تدريب :

//We always have to include the library
#include "LedControl.h"

/*
Now we need a LedControl to work with.
***** These pin numbers will probably not work with your hardware *****
pin 12 is connected to the DataIn
pin 11 is connected to the CLK
pin 10 is connected to LOAD
We have only a single MAX72XX.
*/
LedControl lc=LedControl(12,11,10,1);

/* we always wait a bit between updates of the display */
unsigned long delaytime=500;

void setup() {
/* The MAX72XX is in power-saving mode on startup, we have to do a wakeup call */
lc.shutdown(0,false);

/* Set the brightness to a medium values */
lc.setIntensity(0,8);

/* and clear the display */
lc.clearDisplay(0);
}

void hello(){
lc.setChar(0,0,'H',false);
lc.setChar(0,1,'E',false);
lc.setChar(0,2,'L',false);
lc.setChar(0,3,'L',false);
lc.setChar(0,4,'0',false);
lc.setChar(0,5,'.',false);
lc.setChar(0,6,'.',false);
lc.setChar(0,7,'.',false);
delay(delaytime+1000);

lc.clearDisplay(0);
delay(delaytime);

lc.setDigit(0,0,1,false);
delay(delaytime);
lc.setDigit(0,1,2,false);
delay(delaytime);
lc.setDigit(0,2,3,false);
delay(delaytime);
lc.setDigit(0,3,4,false);
delay(delaytime);
lc.setDigit(0,4,5,false);
delay(delaytime);
lc.setDigit(0,5,6,false);
delay(delaytime);
lc.setDigit(0,6,7,false);
delay(delaytime);
lc.setDigit(0,7,8,false);
delay(1500);

lc.clearDisplay(0);
delay(delaytime);
}

void loop() {
hello();
}

النتائج :

[F.Abdelaziz]

تدريب : قراءة مدخل تناظرى والعرض على السفن سيجمنت والمشغل MAX7219 :

 #include "LedControl.h"

LedControl lc=LedControl(12,11,10,1);

void setup() {
       Serial.begin(9600);
     lc.shutdown(0,false);
     lc.setIntensity(0,8);
     lc.clearDisplay(0);
}

void loop() { 

int adc = analogRead(A0);

  lc.setDigit(0,0,adc/1000,false);//thousands : 1023/1000 = 1 
  lc.setDigit(0,1,(adc/100)%10,false);// hundreds : (1023/100) %10 = (10)%10 = 0 
  lc.setDigit(0,2,(adc/10)%10,false);// tens : (1023/10) %10 = (102) %10 = 2 
  lc.setDigit(0,3,adc%10,false);// ones : 1023%10 = 3 

Serial.println(adc);
  delay(100);
  
}

النتيجة :




تعديل البرنامج لقياس درجة الحرارة باستخدام الحساس LM35 :

#include "LedControl.h"

LedControl lc=LedControl(12,11,10,1);

void setup() {
       Serial.begin(9600);
     lc.shutdown(0,false);
     lc.setIntensity(0,8);
     lc.clearDisplay(0);
}

void loop() { 

int adc = analogRead(A0);
adc = adc* 0.489; // transfer factor 

  lc.setDigit(0,0,adc/100,false);//digit 0  , hundred , 150/100 = 1
  lc.setDigit(0,1,(adc/10)%10,false);// digit 1 , ten , 150 /10 =15 %10 =5
  lc.setDigit(0,2, adc%10,false);// digit 2 , one ,  150 %10 =0
  //lc.setDigit(0,3,adc%10,false);// digit 3
lc.setRow(0,3,0x4E);//Addr 0 , Position 3 ,Value “C”
Serial.println(adc);
  delay(100);
  
}

النتيجة :



تعديل البرنامج بحيث لا تظهر الأصفار على الشمال :

#include "LedControl.h"

LedControl lc=LedControl(12,11,10,1);

void setup() {
       Serial.begin(9600);
     lc.shutdown(0,false);
     lc.setIntensity(0,8);
     lc.clearDisplay(0);
}

void loop() { 

int adc = analogRead(A0);//Reading 
int temp = adc* 0.489; // Change reading to temperature (0-150 degrees)  

int hundred = temp /100;// digit 0
int ten = (temp /10)%10;// digit 1
int one = temp %10;// digit 2

if(temp <100) 
lc.setChar(0,0,' ',false); // Print space char in digit 0
else 
lc.setDigit(0,0, hundred,false);//Print hundred digit 

if(temp <10)
lc.setChar(0,1,' ',false); // Print space char in digit 1
else 
lc.setDigit(0,1, ten,false);//Print ten digit

 lc.setDigit(0,2, one,false);// digit 2 , Print one digit 
 
lc.setRow(0,3,0x4E);// digit 3 , Addr 0 , Position 3 ,Value “C” , print ‘C’

Serial.println(temp);
  delay(100);
  
}

النتيجة :