Arduinoの基礎 - 74HC595 - 版の履歴

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2021-11-24T09:07:37Z

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	上記の例では、セットするデータとしてB11000000としている。(以下のように、10進数で初期化しても同様)<br>		上記の例では、セットするデータとしてB11000000としている。(以下のように、10進数で初期化しても同様)<br>
	<syntaxhighlight lang="c++">		<syntaxhighlight lang="c++">
	byte b = (byte)192; // B11000000 or 0xC0 と同じ		byte b = (byte)192; // B11000000 or 0xC0 と同じ
	</~~source~~>		</syntaxhighlight>
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	}		}
	}		}
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	}		}
	</~~source~~>		</syntaxhighlight>
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	下図左が前段のシフトレジスタ(74HC595)で、下図右が後段のシフトレジスタ(74HC595)である。<br>		下図左が前段のシフトレジスタ(74HC595)で、下図右が後段のシフトレジスタ(74HC595)である。<br>
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	shiftOut(PIN_SER, PIN_CLK, LSBFIRST, b1);		shiftOut(PIN_SER, PIN_CLK, LSBFIRST, b1);
	digitalWrite(PIN_LATCH, HIGH);		digitalWrite(PIN_LATCH, HIGH);
	</~~source~~>		</syntaxhighlight>
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	__FORCETOC__		__FORCETOC__
	[[カテゴリ:Arduino]]		[[カテゴリ:Arduino]]

Wiki: 文字列「
2021-11-19T12:00:05Z

文字列「<source」を「<syntaxhighlight」に置換

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この時、shiftOut()関数を呼ぶ前に、ラッチ(RCLK)をLowにセットする。 
この時、shiftOut()関数を呼ぶ前に、ラッチ(RCLK)をLowにセットする。 

shiftOut()関数の呼び出し後にラッチ(RCLK)をHighにセットすることで出力が有効になる。 
shiftOut()関数の呼び出し後にラッチ(RCLK)をHighにセットすることで出力が有効になる。 

<source lang="c++">
<syntaxhighlight lang="c++">

const int PIN_SER = 8;
const int PIN_SER = 8;

const int PIN_LATCH = 9;
const int PIN_LATCH = 9;

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上記の例では、セットするデータとしてB11000000としている。(以下のように、10進数で初期化しても同様) 
上記の例では、セットするデータとしてB11000000としている。(以下のように、10進数で初期化しても同様) 

<source lang="c++">
<syntaxhighlight lang="c++">

byte b = (byte)192; // B11000000 or 0xC0 と同じ
byte b = (byte)192; // B11000000 or 0xC0 と同じ

</source>
</source>

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このセクションでは、左から右へLEDが流れるように光るサンプルコードを記述する。 
このセクションでは、左から右へLEDが流れるように光るサンプルコードを記述する。 

以下の例では、点灯するLEDのパターンをbyte型配列で設定して、その配列の要素の値を順番に<code>shiftOut()</code>関数でシフトレジスタにセットしている。 
以下の例では、点灯するLEDのパターンをbyte型配列で設定して、その配列の要素の値を順番に<code>shiftOut()</code>関数でシフトレジスタにセットしている。 

<source lang="c++">
<syntaxhighlight lang="c++">

const int PIN_SER = 8;
const int PIN_SER = 8;

const int PIN_LATCH = 9;
const int PIN_LATCH = 9;

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Arduinoのプログラムを以下のように記述する。 
Arduinoのプログラムを以下のように記述する。 

<source lang="c++">
<syntaxhighlight lang="c++">

const int PIN_SER = 8;
const int PIN_SER = 8;

const int PIN_LATCH = 9;
const int PIN_LATCH = 9;

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LSBFIRSTのビット順なので、プログラムに記載したB11010001とB00110011がそのままLEDのオン(1がON)、オフ(0がOFF)となる。 
LSBFIRSTのビット順なので、プログラムに記載したB11010001とB00110011がそのままLEDのオン(1がON)、オフ(0がOFF)となる。 

<source lang="c++">
<syntaxhighlight lang="c++">

byte b1 = B11010001;
byte b1 = B11010001;

byte b2 = B00110011;
byte b2 = B00110011;

Wiki: /* 8個のLEDを順番に点灯させるサンプルコード */

2020-07-28T06:17:31Z

8個のLEDを順番に点灯させるサンプルコード

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+     }
+  }
   </source>
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Wiki: ページの作成:「== 概要 == シフトレジスタを使用すると、少ない出力ピンで多くの出力を制御することが可能になる。
ここでは、シフトレ…」

2020-07-27T21:59:43Z

ページの作成:「== 概要 == シフトレジスタを使用すると、少ない出力ピンで多くの出力を制御することが可能になる。 ここでは、シフトレ…」

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== 概要 ==
シフトレジスタを使用すると、少ない出力ピンで多くの出力を制御することが可能になる。 
ここでは、シフトレジスタ(74HC595))とArduino UNOを使用して、8個のLEDを制御する方法を記載する。 
 
以下のように、8個のLEDを順番に点灯させる。 
LEDをシフトレジスタに接続して、シフトレジスタの制御用に3本のGPIOを使用する。 
 

== シフトレジスタ(74HC595)のピン配置 ==
シフトレジスタ(74HC595)のピン配置は次の通りである。 
[[ファイル:Arduino 74HC595 1.png|フレームなし|中央]]
 
VCCは16番ピン、GNDは8番ピンである。 
 
デジタル出力は、QAからQHの8本、ピン番号はQAから順に、15、1、2、...、7である。ここに、8個のLEDと電流制限用の抵抗を接続する。 
 
9番ピンのQH'は、カスケード用のシリアル出力である。(ここでは使用しない) 
カスケード接続については、後述のセクション"シフトレジスタ(74HC595)のカスケード接続"を参照すること。 
74HC595を2個カスケード接続(数珠つなぎ)にして、16個のLEDを制御する方法を記載している。 
 
14番ピンのSERは、シリアルデータ入力である。このピンを使用して、Arduinoから8ビットのデータを入力する。 
後述のセクションに記載しているが、Arduinoのプログラムにおいて、shiftOut()関数に1バイトのデータを渡すだけである。 
 
12番ピンのRCLK(ストレージ・レジスタ・クロック)は、ラッチ制御用である。データのセット前にLowにして、変更を有効化する時にHighにする。 
 
11番ピンのSRCLK(シフト・レジスタ・クロック)は、74HC595内部のDタイプストレージレジスタにデータをセットするためのクロックである。 
なお、SRCLKとRCLKは、両方ともポジティブエッジトリガである。(クロックの立ち上がりでレジスタに値がセットされる) 
 
13番ピンは、OE(Output Enable)ピンである。Lowの時に出力が有効になる。 
ここでは、常に有効するのでGNDに接続する。 
 
10番ピンはSRCLR(シリアルクリア)である。このピンをLowにセットすると直ちに出力をクリアできる。 
ここでは、5[V]に接続して常にHighにする。 
 
'''※備考''' 
'''ピン名の上にバーが記述されている時は、アクティブ・ローを意味する。''' 
'''これは、Lowの時にそのピンの機能が有効になるということである。''' 
 

== シフトレジスタ(74HC595)の使用 ==
このセクションでは、Arduinoからシフトレジスタ(74HC595)を使用して、8個のLEDを点灯・消灯させる。 
 
===== 回路図 =====
Arduinoからシフトレジスタ(74HC595)を介して8個のLEDを制御するためには、74HC595の出力ピンQAからQHにLEDを接続する。 
[[ファイル:Arduino 74HC595 2.png|フレームなし|中央]]
 
電流を制限するために、ここでは、470[Ω]の抵抗を接続している。 
 
Arduinoとの接続では、3つのGPIOを使用する。(ここでは、 8番ピン〜10番ピンを使用する) 
Arduinoの8番ピン(D8)は、74HC595のSER(14番)と接続する。(SERはシリアルデータ入力ピン) 
Arduinoの9番ピン(D9)は、74HC595のRCLK(12番)を接続する。(RCLKはラッチ) 
Arduinoの10番ピン(D10)は、74HC595のSRCLK(11番)を接続する。(SRCLKはクロック) 
 
その他は、電源、OE、SRCLR、GND等を5[V]およびGNDに接続する。 
 
===== シフトレジスタ(74HC595)に8ビットデータの入力 =====
74HC595の8個の出力を制御するためには、1バイト(8ビット)のデータをSERピンに入力する。 
この8ビットがそれぞれQAからQHまでの8個の出力のオン / オフを決める。 
 
シフトレジスタにデータをセットするためには、shiftOut()関数を使用する。 
この時、shiftOut()関数を呼ぶ前に、ラッチ(RCLK)をLowにセットする。 
shiftOut()関数の呼び出し後にラッチ(RCLK)をHighにセットすることで出力が有効になる。 
<source lang="c++">
const int PIN_SER = 8;
const int PIN_LATCH = 9;
const int PIN_CLK = 10;

void setup()
{
pinMode( PIN_SER, OUTPUT );
pinMode( PIN_LATCH, OUTPUT );
pinMode( PIN_CLK, OUTPUT );

byte b = B11000000;

digitalWrite(PIN_LATCH, LOW);
shiftOut(PIN_SER, PIN_CLK, LSBFIRST, b);
digitalWrite(PIN_LATCH, HIGH);
}

void loop()
{

}
</source>
 
上記の例では、セットするデータとしてB11000000としている。(以下のように、10進数で初期化しても同様) 
<source lang="c++">
byte b = (byte)192; // B11000000 or 0xC0 と同じ
</source>
 

== シフトレジスタにおけるデータの並び(MSBFIRSTとLSBFIRST) ==
<code>B11000000</code>をセットする場合、出力QAからQHのどこがHighになり、どこがLowになるのだろうか。 
これは、shiftOut()関数を呼ぶ時に渡すフラグで変わる。 
 
<code>B11000000</code>と記述する時、左端のビットをMSB、右端のビットをLSBという。 
shiftOut()関数の引数は、第1引数から順に、シリアルデータ入力ピン番号、シフトレジスタクロックピン番号、ビット順、値である。 
ビット順は、<code>MSBFIRST</code>または<code>LSBFIRST</code>のいずれかを指定する。 
 
例えば、値が<code>B11000000</code>、ビット順が<code>LSBFIRST</code>である場合、LSBの0から入力されて、最初にQAにセットされる。 
次のクロック(の立ち上がり)において、QAにセットされていた出力がQBにシフトし、新しく入力された最下位ビットから数えて2番目の0がQAにセットされる。 
次のクロックで、QBの値はQCへ、QAの値はQBへ、と1つずつシフトしていく。 
こうして最終的に、QA、QB、...、QHそれぞれに、1、1、0、0、0、0、0、0が順番にセットされることになる。 
[[ファイル:Arduino 74HC595 3.png|フレームなし|中央]]
 
ビット順に<code>MSBFIRST</code>を指定する場合は、MSBからデータが入力されるので、<code>LSBFIRST</code>の場合と逆の順番になる。 
[[ファイル:Arduino 74HC595 4.png|フレームなし|中央]]
 
このように、シリアルで入力してパラレルで出力を取り出せるタイプを、SIPO(Serial-In Parallel-Out)シフトレジスタという。 
[[ファイル:Arduino 74HC595 5.png|フレームなし|中央]]
 

== 8個のLEDを順番に点灯させるサンプルコード ==
このセクションでは、左から右へLEDが流れるように光るサンプルコードを記述する。 
以下の例では、点灯するLEDのパターンをbyte型配列で設定して、その配列の要素の値を順番に<code>shiftOut()</code>関数でシフトレジスタにセットしている。 
<source lang="c++">
const int PIN_SER = 8;
const int PIN_LATCH = 9;
const int PIN_CLK = 10;

byte patterns[] =
{
B00000000,
B10000000,
B11000000,
B11100000,
B11110000,
B11111000,
B01111100,
B00111110,
B00011111,
B00001111,
B00000111,
B00000011,
B00000001,
B00000000
};

void setup()
{
pinMode( PIN_SER, OUTPUT );
pinMode( PIN_LATCH, OUTPUT );
pinMode( PIN_CLK, OUTPUT );
}

void loop()
{
for ( int i=0; i<sizeof(patterns)/sizeof(byte); i++ )
{
digitalWrite( PIN_LATCH, LOW );
shiftOut( PIN_SER, PIN_CLK, LSBFIRST, patterns[i] );
digitalWrite( PIN_LATCH, HIGH );
delay(200);
}
}
</source>
 

__FORCETOC__
[[カテゴリ:Arduino]]

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	この時、shiftOut()関数を呼ぶ前に、ラッチ(RCLK)をLowにセットする。<br>		この時、shiftOut()関数を呼ぶ前に、ラッチ(RCLK)をLowにセットする。<br>
	shiftOut()関数の呼び出し後にラッチ(RCLK)をHighにセットすることで出力が有効になる。<br>		shiftOut()関数の呼び出し後にラッチ(RCLK)をHighにセットすることで出力が有効になる。<br>
	<~~source~~ lang="c++">		<syntaxhighlight lang="c++">
	const int PIN_SER = 8;		const int PIN_SER = 8;
	const int PIN_LATCH = 9;		const int PIN_LATCH = 9;
86行目:		86行目:
	<br>		<br>
	上記の例では、セットするデータとしてB11000000としている。(以下のように、10進数で初期化しても同様)<br>		上記の例では、セットするデータとしてB11000000としている。(以下のように、10進数で初期化しても同様)<br>
	<~~source~~ lang="c++">		<syntaxhighlight lang="c++">
	byte b = (byte)192; // B11000000 or 0xC0 と同じ		byte b = (byte)192; // B11000000 or 0xC0 と同じ
	</source>		</source>
115行目:		115行目:
	このセクションでは、左から右へLEDが流れるように光るサンプルコードを記述する。<br>		このセクションでは、左から右へLEDが流れるように光るサンプルコードを記述する。<br>
	以下の例では、点灯するLEDのパターンをbyte型配列で設定して、その配列の要素の値を順番に<code>shiftOut()</code>関数でシフトレジスタにセットしている。<br>		以下の例では、点灯するLEDのパターンをbyte型配列で設定して、その配列の要素の値を順番に<code>shiftOut()</code>関数でシフトレジスタにセットしている。<br>
	<~~source~~ lang="c++">		<syntaxhighlight lang="c++">
	const int PIN_SER = 8;		const int PIN_SER = 8;
	const int PIN_LATCH = 9;		const int PIN_LATCH = 9;
174行目:		174行目:
	<br>		<br>
	Arduinoのプログラムを以下のように記述する。<br>		Arduinoのプログラムを以下のように記述する。<br>
	<~~source~~ lang="c++">		<syntaxhighlight lang="c++">
	const int PIN_SER = 8;		const int PIN_SER = 8;
	const int PIN_LATCH = 9;		const int PIN_LATCH = 9;
211行目:		211行目:
	<br>		<br>
	LSBFIRSTのビット順なので、プログラムに記載したB11010001とB00110011がそのままLEDのオン(1がON)、オフ(0がOFF)となる。<br>		LSBFIRSTのビット順なので、プログラムに記載したB11010001とB00110011がそのままLEDのオン(1がON)、オフ(0がOFF)となる。<br>
	<~~source~~ lang="c++">		<syntaxhighlight lang="c++">
	byte b1 = B11010001;		byte b1 = B11010001;
	byte b2 = B00110011;		byte b2 = B00110011;

Arduinoの基礎 - 74HC595 - 版の履歴

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ここでは、シフトレ…」