初学者
10 分钟

使用红色LED环、SN74HC595和ATmega328P提升项目的视觉效果

光环闪耀:用红色LED的魔力提升您的项目!

Led ring R Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 26, 2024

点击板

Led ring R Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

我们的解决方案采用了一圈32个红色LED,为您的项目提供了引人注目且多功能的照明选择,非常适合需要引人注目的视觉效果和动态效果的应用。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LED Ring R Click基于四个SN74HC595,这是来自德州仪器的8位串行输入、并行输出的三态移位寄存器输出锁存器。SN74HC595通过一个串行数据输出引脚连接成串联链路,直到另一个串行数据输入引脚。移位寄存器和存储寄存器都有单独的时钟。在LAT引脚的LOW到HIGH的转换时,移位寄存器中的数据将被转移到存储寄存器中。如果两个时钟逻辑状态同时定时,移位寄存器将始终领先于存储寄存器一个时钟脉冲。只要输出使能引脚(OE)

为LOW(在此情况下,始终为LOW,因为OE引脚连接 到GND并且始终为低电平),存储寄存器中的数据就会出现在输出上。LED Ring R Click使用SPI串行接口通过mikroBUS™插座与主机MCU进行通信。CLK引脚用作移位寄存器时钟输入,而LAT引脚用作所有四个SN74HC595存储寄存器时钟输入。MR引脚是一个主复位引脚,具有低电平主复位,并且会一次性复位所有四个SN74HC595移位寄存器。所有四个

SN74HC595的输出默认处于使能状态,因为它们被拉低,并且此Click板上的使能功能不提供给用户。此Click板可以通过3.3V 5V跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平操作。这样,既能够3.3V,又能够5V的MCU可以正确使用通信线路。然而,这个Click板配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

LED ring R Click top side image
LED ring R Click bottom side image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Master Reset
PD2
RST
Latch Signal
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Led ring R Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

这个库包含 LED 环 R Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • ledringr_write_data - 通用写函数

  • ledringr_turn_on_led - 按位置打开 LED

  • ledringr_led_ring_set - 设置 LED

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief LedringR Click example
 * 
 * # Description
 * LED ring  R Click is a mikroBUS™ add-on board with a ring of 32 red LEDs driven.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes SPI driver and performs device configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 * Show functionality of Led_Ring_R Click, rotating and turn on/off led's, using the SPI interface.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ledringr.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static ledringr_t ledringr;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    ledringr_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );

    //  Click initialization.

    ledringr_cfg_setup( &cfg );
    LEDRINGR_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    ledringr_init( &ledringr, &cfg );
}

void application_task ( void )
{
    uint32_t ring_led_on = 0x00000001;
    uint8_t ring_led_counter;
    uint8_t number_led;

    ledringr_led_ring_set( &ledringr );

    for ( ring_led_counter = 32; ring_led_counter > 0; ring_led_counter--)
    {
        ledringr_turn_on_led( &ledringr, ring_led_counter );
        Delay_100ms( );
    }

    Delay_100ms( );

    while ( ring_led_on < 0xFFFFFFFF )
    {
        ledringr_write_data( &ledringr, ring_led_on );
        ring_led_on = ring_led_on | (ring_led_on << 1);
        Delay_100ms( );
    }
    ledringr_write_data( &ledringr, ring_led_on );

    while ( ring_led_on > 0x00000001 )
    {
        ledringr_write_data( &ledringr, ring_led_on );
        ring_led_on = ring_led_on >> 1;
        Delay_100ms( );
    }
    ledringr_write_data( &ledringr, ring_led_on );

    Delay_100ms( );

    ring_led_on = 0x11111111;
    for ( ring_led_counter = 0; ring_led_counter < 32; ring_led_counter++ )
    {
        ledringr_write_data( &ledringr, ring_led_on );

        ring_led_on *= 2;

        if ( ring_led_on == 0x88888888 )
        {
            ring_led_on = 0x11111111;
        }
            
        Delay_100ms( );
    }
    
    for ( ring_led_counter = 0; ring_led_counter < 16; ring_led_counter++ )
    {
        ledringr_write_data( &ledringr, 0xAAAAAAAA );
        Delay_100ms( );
        
        ledringr_write_data( &ledringr, 0x55555555 );
        Delay_100ms( );
    }

    ledringr_led_ring_reset( &ledringr );

    Delay_1sec( );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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