[아두이노] 4-Digit 7-Segment Display 가상시뮬레이터 실험

IOT/아두이노|2019. 6. 18. 09:00

[아두이노] 4-Digit 7-Segment Display 가상시뮬레이터 실험

4-Digit 7-Segment Display 지난 시간에 실험했던 것을 가상시뮬레이터로 회로도을 만들어 보았습니다. 시계 회로도에서 추가로 6-Digit 7-Segment Display 형식으로 아두이노 시계를 만들어 보았으니깐 가상시뮬레이터로 한번 체험해보시고 수정할 코딩이 있으면 추가 코딩을 해보시기 바랍니다.

1. 4-Digit 7-Segment Display

1) 숫자 카운트 (0~9999)

  • 준비물 : 7-Segment Display 4개, 아두이노우노
  • 내용 : 7-Segment Display 부품의 핀 번호 순서에 맞게 아두이노우노에 연결하시오.


2-Digit 7-Segment Display 회로도에서 2개를 더 추가해서 4-Digit 7-Segment Display 회로도를 완성 했네요.

참조 링크 post에서 숫자 카운트 (0~9999) 소스를 실험하시면 됩니다. 주의할 점은 아두이노 핀 번호에 대한 변수지정은 수정해야 합니다.

const byte segPin[8]={7,3,A3,A1,A0,6,A4,A2}; //사용핀{a,b,c,d,e,f,g,dp} 순서대로임
const byte digitPin[4] = {8,5,4,A5}; //segment 위치 핀

이 부분을 아래와 같이 수정하시고 소스는 동일합니다.

const byte segPin[8]={2,3,4,5,6,7,8,9}; //사용핀{a,b,c,d,e,f,g,dp} 순서대로임
const byte digitPin[4] = {A0,A1,A2,A3}; //segment 위치 핀

결과

0.01초 단위로 카운트를 하는 결과입니다.


2) 시간 출력

  • 준비물 : 7-Segment Display 4개, 스위치버턴 1개, 아두이노우노
  • 내용 : 7-Segment Display 부품의 핀 번호 순서에 맞게 아두이노우노에 연결하고, 스위치 버턴은 2번핀에 연결하시오.


스위치 버턴이 추가 된 회로도 입니다. 지난시간의 실제 4-Digit 7-Segment Display 부품으로 생각하시면 됩니다.

참조 링크 post에서 아두이노 시계 소스를 실험하시면 됩니다. 여기에서 주의 할 점은 아두이노 핀 번호에 대한 변수지정입니다. 그 부분은 방금 했던 방식으로 그대로 변경하시면 됩니다.

const byte segPin[8]={7,3,A3,A1,A0,6,A4,A2}; //사용핀{a,b,c,d,e,f,g,dp} 순서대로임
const byte digitPin[4] = {8,5,4,A5}; //segment 위치 핀

이 부분을 아래와 같이 수정하시고 소스는 동일합니다.

const byte segPin[8]={2,3,4,5,6,7,8,9}; //사용핀{a,b,c,d,e,f,g,dp} 순서대로임
const byte digitPin[4] = {A0,A1,A2,A3}; //segment 위치 핀

결과

시리얼 모니터로 입력하면 시/분이 가상시뮬레이터의 7-Segment Display 부품에 출력됩니다. 참고로, 가상시뮬레이터가 회로도 복잡해서 실행 시 지연이 발생해서 1초 단위의 움직임이 발생하지 않습니다. "23:59:57"시간을 입력해서 3초 후 "00:00:00"이 되어야 하는데 움짤에 몇십초가 걸렸네요. 감안하시고 결과를 보시기 바랍니다. 그리고 스위치버턴을 누르면 12시 기준으로 시간 표시와 아니면 24시 기준으로 시간 표시로 변경할 수 있는 기능을 추가했습니다.


2. 6-Digit 7-Segment Display 회로도

  • 준비물 : 7-Segment Display 6개, 스위치버턴 1개, 아두이노우노
  • 내용 : 7-Segment Display 부품의 핀 번호 순서에 맞게 아두이노우노에 연결하고, 스위치 버턴은 2번핀에 연결하시오.


위에서 만든 회로도에서 2개의 7-Segment Display을 추가 연결했네요.

참조 링크 post에서 아두이노 시계 소스를 실험하시면 됩니다. 시/분 출력을 시/분/초까지 출력시키면 됩니다. 마무리 부분이니 이부분은 지난 시간의 소스를 가져와서 수정된 부분을 보도록 할까요.

[종합소스]

//a,b,c,d,e,f,g 상태값
byte segValue[10][7] = {
   {1,1,1,1,1,1,0}, //0
   {0,1,1,0,0,0,0}, //1
   {1,1,0,1,1,0,1}, //2
   {1,1,1,1,0,0,1}, //3
   {0,1,1,0,0,1,1}, //4
   {1,0,1,1,0,1,1}, //5
   {1,0,1,1,1,1,1}, //6
   {1,1,1,0,0,0,0}, //7
   {1,1,1,1,1,1,1}, //8
   {1,1,1,1,0,1,1}  //9  
};

const byte segPin[8]={3,4,5,6,7,8,9,10}; //사용핀{a,b,c,d,e,f,g,dp} 순서대로임
const byte digitPin[6] = {A0,A1,A2,A3,A4,A5}; //segment 위치 핀


const byte interruptPin = 2;//인터럽트핀

boolean state = false;//시간 출력형식 지정
extern volatile unsigned long timer0_millis; //타이머변수
unsigned long readTime; //현재타이머시간
int hour, min, sec;


void setup() {
  Serial.begin(9600);  
  
  pinMode(interruptPin, INPUT_PULLUP); 
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin), switchFn, FALLING);
  
  for(int i=0;i<10;i++){
    pinMode(segPin[i], OUTPUT);
  }
  for(int j=0;j<6;j++){
    pinMode(digitPin[j], OUTPUT);    
    digitalWrite(digitPin[j], HIGH); 
  }  
}

void loop() {   
  if(Serial.available()){
    String inString = Serial.readStringUntil('\n');    
    int index1 = inString.indexOf(':'); 
    int index2 = inString.indexOf(':',index1+1);   
    int index3 = inString.length();
    
    hour = inString.substring(0, index1).toInt();
    min = inString.substring(index1+1,index2).toInt();
    sec = inString.substring(index2+1,index3).toInt(); 
    
    timer0_millis = ((long)hour*3600+min*60+sec)*1000;   
  } 
  readTime = millis()/1000;
  if(millis()>=86400000){
     timer0_millis=0;
  }
  sec = readTime%60;
  min = (readTime/60)%60;
  hour = (readTime/(60*60))%24; 

  if(state==true){ //12시 or 24시 출력모드
    hour = hour%12;
  } 
  segOutput(5,sec%10,0); //sec 1의 자리
  segOutput(4,sec/10,0); //sec 10의 자리
  segOutput(3,min%10,1); //min 1의 자리
  segOutput(2,min/10,0); //min 10의 자리
  segOutput(1,hour%10,1); //hour 1의 자리
  segOutput(0,hour/10,0); //hour 10의 자리    
}

//12시 or 24시 출력 변경
void switchFn(){
  state=!state;
}

//LED 초기화
void segClear(){ 
  for(int i=0;i<8;i++){
    digitalWrite(segPin[i], LOW);        
  }
}
//LED 출력
void segOutput(int d, int Number, int dp){ 
  segClear();
  digitalWrite(digitPin[d], LOW); 
  for(int i=0;i<7;i++){
     digitalWrite(segPin[i], segValue[Number][i]);        
  }
  digitalWrite(segPin[7], dp);
  delayMicroseconds(1000);
  digitalWrite(digitPin[d], HIGH); 
}

결과

"23:59:57" 시간을 입력하지만 이 역시 회로도가 복잡하게 디자인 되어 지연 렉이 발생하네요. 3초가 꽤 길게 걸리네요. 코딩에 문제가 있는게 아니라 지연 렉이니깐 감안하시고 동영상을 보시기 바랍니다.


시계 결과가 너무 흐리게 나왔네요. 위에 링크 된 6-Digit 7-Segment Display 공개 회로도에 가셔서 테스트를 해 보시기 바랍니다.

마무리

오늘은 가상시뮬레이터로 3개의 회로도를 만들고 간단히 실험을 해 보았습니다. 실제로 제작해서 실험을 해보시는 것도 괜찮ㅅ브니다. 가상 시뮬레이터로 여러분들도 간접 체험을 할 수 있게 회로도를 개별적으로 만들어 놓았습니다. 위에 공개회로도를 링크 걸어놓은 곳에 가셔서 한번 테스트 해보세요. 그리고 따로 상상하는 부분이 있으면 가상시뮬레이터를 복사하셔서 직접 수정해 보세요.


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