Делаем простой термометр на Attiny13 и LM35.
Подключение семисегментных индикаторов с помощью сдвигового регистра 74HC595.


Сдвиговый регистр 74HC595 находит то же применение что и регистр 74HC164, но у первого больше функций и возможностей. У него есть так называемая "защелка", которая управляет выходами регистра, т.е. как только все биты поступят в регистр их надо "защелкнуть", зафиксировать, чтобы данные появились на его выходе, данные на выходах не изменятся пока мы вновь не "защёлкнем" их. Выходы регистра можно установить в высокоомное состояние(HI-Z), т. е. они будут висеть в воздухе, нагрузка полностью отключается. Также как и 74HC164, регистры 74HC595 можно соединять последовательно цепочками, это применяется например в матричных светодиодных индикаторах.

Описание выводов регистра:

- Q0…Q7 – выходы;
- GND – земля;
- 'Q7 – выход предназначенный для последовательного соединения регистров;
- MR – сброс регистра;
- SH_CP – вход для тактовых импульсов;
- ST_CP – вход «защёлкивающий» данные;
- OE – вход переводящий выходы из HI-Z в рабочее состояние;
- DS – вход данных;
- VCC – питание 5 вольт.

Для управления регистром в обычной ситуации достаточно всего лишь трёх  выводов : SH_CP, ST_CP, DS. Рассмотрим работу регистра на примере цифрового термометра с датчиком LM35. LM35 - прецизионный датчик температуры с аналоговым выходом. В нашем примере будет измеряет температуру от 0 до 150 градусов Цельсия. При подаче двухполярного питания может измерять отрицательную температуру.

Характеристики датчика LM35:

- отображение в градусах Цельсия;
- линейная зависимость 10 мВ/°С;
- точность измерения 0,5°С;
- предел измерения температуры от -55°С до +150°С;
- напряжение питания 4-30В;
- выпускаются в корпусах TO-46, SO-8, TO-92, TO-220.

Подключение семисегментных индикаторов с помощью сдвигового регистра 74HC595. Делаем простой термометр на Attiny13 и LM35

Контроллер используем наиболее подходящий - Attiny13, который работает от внутреннего генератора частотой 4,8 MHz. Семисегментные индикаторы используются любые с общим катодом, они подключаются к регистрам через токоограничительные ризисторы сопротивлением 220 Ом.

Функция write_display отвечает за передачу данных в регистры, в переменную data заносятся передаваемые данные, переменная nbytes определяет количество регистров, в нашем примере их 3 штуки.
Измерение сигнала с датчика происходит по окончанию преобразования АЦП, затем это значение конвертируется, усредняется и передается в регистры, в общем ничего сложного. Ниже исходный текст программы c подробным описанием:

001.// Подключение семисегментных индикаторов с помощью сдвигового регистра 74HC595.
002.// Делаем простой термометр на Attiny13 и LM35.
003.#include <avr/io.h>
004.#include <util/delay.h>
005.#include <avr/interrupt.h>
006. 
007.volatile unsigned int adc_counter, temperature, value;
008. 
009.// Прерывание по окончанию преобразования АЦП
010.ISR(SIG_ADC)
011.{
012.// Vref = 5V, выход с датчика от 0 до 1,5V
013.// max напряжение на входе 4,99V
014.// k = 499/1023 = 0,487 или 26/53
015.value = value + ((ADC*26)/53);
016.adc_counter++;
017.}
018. 
019.// Массив значениий для семисегментного индикатора
020.//------------------0-----1-----2-----3-----4-----5                     
021.char SEGMENTE[] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D,
022.//------------------6-----7-----8-----9----пусто
023.                   0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F, 0x00};
024. 
025.// Функция вывода данных через регистр
026.void write_display(unsigned char *data, unsigned char nbytes)
027.{
028.unsigned char mask,i;
029. 
030.for(i = 0; i < nbytes; i++)
031.{
032.mask = 0x80;
033. 
034.for(char k = 0; k < 8; k++)
035.{
036.// сравниваем каждый бит с единицей
037.if(data[i] & mask)
038.{
039.PORTB |= (1 << PB0); // DATA 1
040.PORTB |= (1 << PB2); // CLK 1
041.PORTB &= ~(1 << PB2); // CLK 0
042.}
043.else
044.{
045.PORTB &= ~(1 << PB0); // DATA 0
046.PORTB |= (1 << PB2); // CLK 1
047.PORTB &= ~(1 << PB2); // CLK 0
048.}
049.mask = mask >> 1; // сдвигаем биты
050.}
051.}
052.// защелкиваем регистр
053.PORTB |= (1 << PB1);
054.PORTB &= ~(1 << PB1);
055.}
056. 
057.int main(void)
058.{
059.DDRB = 0b00000111;
060.PORTB = 0b00000000;
061. 
062.ADMUX |= (1 << MUX1)|(1 << MUX0);  // Вход ADC3
063.ADCSRA |= (1 << ADEN) // Разрешение АЦП
064.       |(1 << ADPS2)|(1 << ADPS1) // Предделитель на 64
065.       |(1 << ADIE); // разрешаем прерывание по окончанию преобразования
066. 
067.ACSR |= (1 << ACD); // Выключаем аналаговый компаратор
068.DIDR0 |= (1 << ADC3D); // Отключаем неиспользуемые цифровые входы
069. 
070.sei(); // Глобально разрешаем прерывания
071. 
072.unsigned char display[3];
073. 
074.while(1)
075.{
076.ADCSRA |= (1 << ADSC); // Начинаем преобразование
077. 
078.if(adc_counter > 300) // вычисляем среднее значение АЦП
079.{
080.temperature = value/adc_counter;
081.adc_counter = 0;
082.value = 0;
083._delay_ms(50);
084.}
085. 
086.// Если температура меньше 100 градусов гасим незначащий ноль
087.if(temperature < 100)
088.{
089.display[0] =  SEGMENTE[temperature % 10];
090.display[1] =  SEGMENTE[(temperature / 10) % 10];
091.display[2] =  SEGMENTE[10];
092.}
093.// Иначе показываем все разряды
094.else
095.{
096.display[0] =  SEGMENTE[temperature % 10];
097.display[1] =  SEGMENTE[(temperature / 10) % 10];
098.display[2] =  SEGMENTE[(temperature / 100) % 10];
099.}
100.// Отправляем данные на индикатор
101.write_display(display,3);
102.}