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Information tutoriel

  • Ajouté le: août 20 2017 12:12
  • Date Updated: août 20 2017 12:16
  • Lectures: 4550
 


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Registre à décalage 74HC595

Dans ce tutoriel, nous verrons l'utilisation du composant 74HC595 avec une arduino.

Posté par arobasseb on août 20 2017 12:12
Aujourd'hui je vous présente un composant fort utile le 74hc595.
 
Qui est-il ? C'est un registre à décalage de 8 bits.
 
A quoi sert-il ? il sert à convertir une information série en parallèle. Mais on l'utilise aussi pour économiser le nombre de broche utilisée en sortie.
C'est d'ailleurs pour ce dernier cas que je vais présenter la chose :).
 
En effet, au dessus de 3 sorties à piloter, il peut être intéressant d'utiliser ce composant afin d'économiser des broches sur votre carte de commande. Pourquoi 3, car c'est le nombre minimum de broche nécessaire au fonctionnement du composant.
 
Comment ça fonctione ? Afin de mieux comprendre le fonctionnment j'ai fait ces quelques images ci-dessous : 
 
Diapositive1.GIF
Diapositive2.GIF
Diapositive3.GIF
Diapositive4.GIF
Diapositive5.GIF
Diapositive6.GIF
 
Comme on peut le voir, il y a 2 grandes phases : 
La première on place les données que l'on veut 
La deuxième est la validation des données
 
Maintenant passons à la pratique.
 
Dans cet exemple, le but sera d'allumer des LED car c'est le plus simple électriquement. En effet, on peut également piloter des moteurs, des relais, des électrovannes, ... mais cela nécessite une interface de puissance, ce qui n'est pas le sujet de ce tutoriel.
 
cablage_74HC595.png
 
comme on peut le voir le schéma est très simple : 
Nous avons d'une part le microcontroleur qui alimente et pilote le 74HC595
puis le 74HC595 qui fait le lien avec les LED
et enfin les LED
 
Il est tant, maintenant, de faire fonctionner tout ça.

//constantes pour les broches de commande du 74HC595
int DS_pin = 8;   // broche de donnée
int STCP_pin = 9; // broche de validation de la donnée
int SHCP_pin = 10;// broche de validation compléte (latch)

boolean registre[8]; //c'est un tableau de 8 bit correspondant aux sorties du 74HC595 à l'état voulu
                      // pour se programme j'ai fait le choix du tableau car cela reste simple pour un tutoriel

void setup()
{
    //configure les broches en sortie
    pinMode(DS_pin,OUTPUT);
    pinMode(STCP_pin,OUTPUT);
    pinMode(SHCP_pin,OUTPUT);
}

//Cette fonction "écrit" le contenu du tableau dans le registre
//pour chaque bit, on met la brohe de validation du bit à 0, on place la broche de donnée à l'état contenu dans le tableau et ensuite on valide le bit
//à la fin on valide le tout
void EcrireRegistre()
{
  
  digitalWrite(STCP_pin, LOW);
  
  for (int i = 7; i>=0; i--)
  {
    digitalWrite(SHCP_pin, LOW);
    digitalWrite(DS_pin, registre[i] );
    digitalWrite(SHCP_pin, HIGH);
  }
  
  digitalWrite(STCP_pin, HIGH);
}


//Dans la boucle du programme plusieurs séquences différentes sont jouées
void loop()
{
   //Allume successivement les sorties
   for(int i = 0; i<8; i++)
   {
    registre[i] = HIGH;
    delay(300);
    EcrireRegistre();
   }

   //éteint successivement les sorties
   for(int i = 7; i>=0; i--)
   {
    registre[i] = LOW;
    delay(300);
    EcrireRegistre();
  
   }

   //séquence qui allume une LED sur 2 alternativement
    bool b = 0;
    for(int i = 0; i<4; i++)
    {
        
      for(int j = 0; j<8; j++)
      {
        registre[j] = j%2 xor b;
      }
      EcrireRegistre();
      b = not b;
      delay(300);
    }

    //remise à zéro de toutes les LED
    for(int j = 0; j<8; j++)
    {
      registre[j] = 0;
    }
    EcrireRegistre();
}

 
 
Pour aller plus loin
 
Je vais vous donner deux astuces afin d'étendre un peu le sujet.
 
Astuce 1 : avoir plus de 8 sorties
 
Pour avoir plus de 8 sorties, naturellement on se dit qu'il faut un deuxième 74hc595 et l'on clône le montage en utilisant les autres pins disponibles. Mais si c'était ça je n'aurai pas pris la peine d'écrire cette astuce.
En effet, vous l'avez peut-être remarqué sur le schéma, il y a une broche Q7'. Et c'est de là que vient l'astuce. En effet on peut chainer les 74HC595 entre eux, en reliant la broche Q7' du premier, sur la broche DS (souvenez-vous la broche de donnée) du suivant.
Enfin, afin de synchroniser les deux 74HC595 il suffit de connecter leurs broches ST_CP et SH_CP entre eux.
 
 
Au niveau du code, au lieu de boucler sur 8 bits, il faut boucler sur 16 bits. Et voilà, avec le même nombre de fils on augmente notre circuit de 8 sorties supplémentaires. 
 
 
En théorie vous pouvez en chainer autant que vous voulez, mais en pratique, avec un arduino le temps de mise à jour des registres deviendra de plus en plus long et donc nuira au fonctionnment du programme.
 
Astuce 2 : s'en servir pour augmenter le nombre d'entrée
 
Les puristes ne vont surement pas aimer, et cette astuce se révèle plus être une bidouille. M'enfin, je me lance :)
 
Imaginons que nous ayons 8 interrupteurs, mais que 4 broches de libres sur notre arduino. On se dit c'est mal barré, on a pas d'autre arduino, c'est fin ; et soudain vous vous souvenez qu'il vous reste un 74HC595. La bidouille peut commencer.
 
Le principe est simple, on va faire se décaler un bit à travers le registre (juste un seul), du coup pour les interrupteurs en sortie, seulement 1 seul sera alimenté et si tous les interrupteurs sont raccordés sur une seule entrée de l'arduino, alors on connait l'état d'interrupteur.
 
 
Bon j'avoue, c'est un peu empirique :)