Управління 595 зсувовими регістрами за допомогою AVR по SPI

Насправді керувати зсувними регістрами за допомогою AVR мікроконтролера досить просто. Більшість мікроконтролерів мають SPI (послідовний периферійний інтерфейс). Зсувний регістр є периферійним пристроєм, що підключається через послідовний порт. Все, що нам потрібно зробити, це підключити до мікроконтролера зсувний регістр і написати досить просту програму. Про зсувні регістри та принципи їх роботи можна прочитати тут.

Вітчизняним аналогом популярної мікросхеми 74HC595 є вітчизняна КР1564ІР52 (правда першу знайти буває простіше у нас).

В підключенні контактів Clear і Enable до мікроконтролера потреби немає. Якщо використовується мало зсувних регістрів, можна подати на них нулі, закривши їх. Я просто підключив вивід SCLR до VCC і вивід Enable до GND.

Після цього у нас залишилося три виводи: SI, SCK і RCK. Можна подавати сигнал на виводи SCK і RCK по одному проводу, але це вже інша тема. Я підключив ці контакти до ATmega168. Зверніть увагу, що виводи SCK і RCK для обох зсувних регістрів пов'язані між собою. Вивід SI першого чипа підключений до мікроконтролера. Вивід QH першого зсувного регістра підключений до виводу SI другого чипа.

Робота з SPI

Робота з SPI досить проста. Необхідно зробити кілька речей для роботи з ним:
1. Налаштуйте використовувані контакти як вихід.
2. Увімкніть SPI в режимі Master
3. Подайте низький рівень на SS
4. Передайте команди в SPDR, він автоматично підготує і передасть їх зсувному регістру.
5. Дайте команду зсувному регістру для виконання отриманих команд.

В якості SPI виводів можна використовувати тільки заздалегідь визначені виводи, які можна дізнатися в документації.

#define SHIFT_REGISTER DDRB
#define SHIFT_PORT PORTB
#define DATA (1<< PB3)           //MOSI (SI)
#define LATCH (1<< PB2)          //SS   (RCK)
#define CLOCK (1<< PB5)          //SCK  (SCK)

SHIFT_REGISTER |= (DATA | LATCH | CLOCK);     //Встановити контрольні виводи як виходи
SHIFT_PORT &= ~(DATA | LATCH | CLOCK);                //Встановити контрольні виводи в нуль

SPI увімкнеться в режимі Master однією рядком:

SPCR = (1 << SPE) | (1 << MSTR);  //Запустити SPI як Master

На пін SS необхідно подати низький рівень. У документації на мікроконтролер написано: "Коли SPI увімкнено в режимі Master, SS не контролюється автоматично. Це повинно бути зроблено користувачем". Це робиться так:

//Витягнути LATCH вниз (Важливо: це необхідно, щоб почати передачу SPI!)
 SHIFT_PORT &= ~LATCH;

Зараз ми пишемо наші команди для регістра зсуву:

//Зсунути деякі дані
SPDR = 0b01010101;            //Це має запалити чергуючі світлодіоди
//Чекати, поки процес SPI не закінчиться
while(!(SPSR & (1<< SPIF)));

Поки дані зберігаються в регістрі зсуву світлодіоди не загоряться:

//Переключити затвор, щоб скопіювати дані в регістр зберігання
SHIFT_PORT |= LATCH;
SHIFT_PORT &= ~LATCH;

Готова програма:

#include "avr/io.h"
 
#define SHIFT_REGISTER DDRB
#define SHIFT_PORT PORTB
#define DATA (1<< PB3)     //MOSI (SI)
#define LATCH (1<< PB2)        //SS   (RCK)
#define CLOCK (1<< PB5)        //SCK  (SCK)
 
int main(void)
{
  //Налаштування IO
  SHIFT_REGISTER |= (DATA | LATCH | CLOCK); //Встановити контрольні виводи як виходи
  SHIFT_PORT &= ~(DATA | LATCH | CLOCK);        //Встановити контрольні виводи в нуль
 
  //Налаштування SPI
  SPCR = (1<< SPE) | (1<< MSTR);  //Запустити SPI як Master
 
  //Витягнути LATCH вниз (Важливо: це необхідно, щоб почати передачу SPI!)
  SHIFT_PORT &= ~LATCH;
 
  //Зсунути деякі дані
  SPDR = 0b01010101;        //Це має запалити чергуючі світлодіоди
  //Чекати, поки процес SPI не закінчиться
  while(!(SPSR & (1<< SPIF)));
 
  //Зсунути ще деякі дані, оскільки у мене підключені два зсувних регістри
  SPDR = 0b01010101;        //Це має запалити чергуючі світлодіоди
  //Чекати, поки процес SPI не закінчиться
  while(!(SPSR & (1<< SPIF)));
 
  //Переключити затвор, щоб скопіювати дані в регістр зберігання
  SHIFT_PORT |= LATCH;
  SHIFT_PORT &= ~LATCH;
 
  while(1)
  {
    //Цикл вічно
  }
}

Список радіоелементів

Оригінал статті