[請求協助]VFD NEC LD8140 + ESP32 顯示問題

goodnight

各位前輩好, 之前買了一個vfd時鐘套件, 現在不管怎麼調整, 時間不是快就是慢, 剛好最近在玩 esp32 , 又在國外網路上看到很多電子時鐘都是 esp32 + vfd iv12/11/18/22做成, 其中不乏以 SN74HC595做為顯示驅動
剛好我的電路顯示驅動與 ysc前輩發表的 VFD驅動迴路 一樣, 我也有先請教ysc前輩一些問題後, 我仔細檢查了電路, 發現可以拆掉 89s52 直接從 74hc595 的接腳輸入
但是好像事與願違, 我失敗了, 顯示功能沒有成功也沒有正常, 程式在跑的時候, 不定時顯示, 大部份時間都不顯示, 而且都是不正確

似乎不是我想像那麼單純, 不知道我還遺漏了什麼?
另外我有看到有人是直接把 74hc595 第13腳直接地. 我是用 esp32 輸出低電位 LOW , 不知道是不是這個原因而失敗?
操作中還因為接錯線, 燒壞一個ESP32和兩個sn74hc595

時鐘板用原來的電源, ESP32 由時鐘板降壓第一個二極體4.27v共用電源
VFD 能點亮, 表示燈絲及柵極供電正常

以下是ESP32接腳對應sn74hc595的接腳
const int clockPin = 15;   // 74HC595 序列時脈腳接 11
const int latchPin = 12;   // 74HC595 暫存器時脈腳接 12
const int oe       = 13;    // 74HC595 開機時保持低電位 13
const int dataPin = 14;    // 74HC595 序列腳接 14

arduino 使用ESP32-S2
arduino IDE 1.8.19

板子照片


從 esp32 輸出接線


不定時顯示, 大部份時間都不顯示, 而且都不正確

ysc

靜態屏很容易驅動才對啊，先寫一段測試程式，把特定數值輸出到HC595，實際測量是否相符？

沒看您附的程式檔，驅動HC595原則上就是常態保持CLK跟ST為LOW，發出CLK或ST時HI-->LO，尤其ST不能常態在HI，至於OE一直保持LO沒關係。

ysc

剛剛大致看一下程式，輸出HC595時序有點問題，正確演算法說明如下。

以這個32BIT串聯輸出例子來說：
1. 把欲輸出的BIT輸出到DATA腳位。
2. CLK輸出HI，CLK輸出LOW。
3. 回到步驟1， 重複32次。
4. ST輸出HI，ST輸出LOW。

看您程式，ST平常為HI，開始移位時才設為LOW，移位完1位數(8BIT)又設為HI，
雖然這時序有點問題，但頂多顯示有殘影，會有時顯示有時不顯示，應該還有其他原因。

goodnight

ysc 發表於 2022-2-3 12:29 PM
靜態屏很容易驅動才對啊，先寫一段測試程式，把特定數值輸出到HC595，實際測量是否相符？

沒看您附的程式 ...

因為我參考到的一些程式, 並沒有預設 LOW , 所以我就沒有預設了, 目前我程式改成預設為 LOW 了
我一開始在 setup() 有一段 shiftOUt(), 就是先輸出 0 , 但看起來這段並沒有成功

goodnight

ysc 發表於 2022-2-3 12:46 PM
剛剛大致看一下程式，輸出HC595時序有點問題，正確演算法說明如下。

以這個32BIT串聯輸出例子來說：

您的意思是改成

1. 
   
2.   shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, LED_D[count]); // 先推入「陣列D」
   
3.   digitalWrite(clockPin, LOW);
   
4.   digitalWrite(clockPin, HIGH);
   
5.   shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, LED_C[count]); // 先推入「陣列C」
   
6.   digitalWrite(clockPin, LOW);
   
7.   digitalWrite(clockPin, HIGH);
   
8.   shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, LED_B[count]); // 先推入「陣列B」
   
9.   digitalWrite(clockPin, LOW);
   
10.   digitalWrite(clockPin, HIGH);
    
11.   shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, LED_A[count]); // 再推入「陣列A」
    
12.   digitalWrite(clockPin, LOW);
    
13.   digitalWrite(clockPin, HIGH);
    
14.   digitalWrite(latchPin, HIGH);  
    
15. digitalWrite(latchPin, LOW);  
    

複製代碼

goodnight

ysc 發表於 2022-2-3 12:46 PM
剛剛大致看一下程式，輸出HC595時序有點問題，正確演算法說明如下。

以這個32BIT串聯輸出例子來說：

這是我目前找到比較相近的資料網站, 同樣是以 74HC595 + TD62783 做為驅動電路
https://www.instructables.com/Op ... -11-VFD-Tube-Clock/

但我不知道是不是 8952單晶片的動作是否和arduino ESP32 有所不同

goodnight

ysc 發表於 2022-2-3 12:46 PM
剛剛大致看一下程式，輸出HC595時序有點問題，正確演算法說明如下。

以這個32BIT串聯輸出例子來說：

我想應該要另外重新做新的板子試試, 也許原來的板子有什麼地方我不知道的地方影響輸出顯示

ysc

goodnight 發表於 2022-2-4 03:21 PM
您的意思是改成

其實我很懶得去看別人寫的程式，尤其這種有用到函式庫的，光這樣看根本不知道函式裡做了甚麼動作。

但依常理判斷，shiftOut函式裡面應該已包含敲clock了，呼叫之後不應該再敲一次clock，這會造成移位錯誤。

另外，從HC595-->TD62783-->VFD腳位對應是否有弄清楚？最好把電路畫出來，再依腳位對應來寫軟體。

ysc

goodnight 發表於 2022-2-4 04:04 PM
但我不知道是不是 8952單晶片的動作是否和arduino ESP32 有所不同

不必擔心這個問題，只要HI、LOW準位與時序正確，用哪種MCU都不是問題。

oldhan

goodnight 發表於 2022-2-4 04:57 PM
我想應該要另外重新做新的板子試試, 也許原來的板子有什麼地方我不知道的地方影響輸出顯示 ...

hc595 電源電壓多少?
ESP32 I/O 電壓多少?

Easy way:
32k 振盪器調整頻率到準確的 32.768k, 別搞單晶片程式了

Hard way:
hc595 驅動徹底研究, 用 SDCC 改寫 89S52 程式.

goodnight

oldhan 發表於 2022-2-4 05:53 PM
hc595 電源電壓多少?
ESP32 I/O 電壓多少?

HC595 電壓 4.92v
ESP32 電壓 4.34v

這塊時鐘套件的 32.768 石英振盪器是給 ds1302 用, 所以是換掉這個振盪器?
我目前是用ESP32, 不太可能去用89S52

只是網路上有用esp32+vfp的案例, 剛好手上有這些材料

goodnight

ysc 發表於 2022-2-4 05:45 PM
其實我很懶得去看別人寫的程式，尤其這種有用到函式庫的，光這樣看根本不知道函式裡做了甚麼動作。

但依 ...

我目前只有畫出驅動的部份, 我打算另外用板子重組驅動的部份, 因為零件我都有了
也許是還有什麼地方我沒注意到

ld8140+74hc595+td62783

oldhan

goodnight 發表於 2022-2-4 08:06 PM
HC595 電壓 4.92v
ESP32 電壓 4.34v

ESP32 記得是 3.3V,
然後 HC595 Vih 在 6V Vcc 時 min  4.2V,
5V Vcc Vih 會不會在 3.3V 附近? (Datasheet 沒有 5V 之資料),
HC595 Vcc 要降低一些,
google 一下interface esp32 with hc595,
有人接 3.3V, 也有接 5V的,
5V 可能可以動, 但畢竟在臨界點, HC595 換個廠牌就會有問題.

goodnight

oldhan 發表於 2022-2-4 09:43 PM
ESP32 記得是 3.3V,
然後 HC595 Vih 在 6V Vcc 時 min  4.2V,
5V Vcc Vih 會不會在 3.3V 附近? (Datashee ...

抱歉, 應該是 ESP32-S2 有 5v/3.3v
如果插回原來的 89S52 可以正常顯示, 看起來, 應該是哪裡的接線我漏掉了

整組電源是用原來的 5v 供應器

goodnight

ysc 發表於 2022-2-4 05:45 PM
其實我很懶得去看別人寫的程式，尤其這種有用到函式庫的，光這樣看根本不知道函式裡做了甚麼動作。

但依 ...

現在能輸出了, 看起來輸出沒問題, 倒是腳位的問題, 可能沒有我想的簡單了,
從電路上看是沒有問題, 但輸出的結果, 位元組的位置不對了
要重新對應看看, 等下週零件到, 比較容易解決

antlu

看了你的VFD 可以顯示,表示"顯示電路沒問題" 字畫不符 是因為"定義不對" 程式的 字段 對應表(table)出了錯!! 因為74hc595是把七段顯示用串連方式送出去.

阿明先生

時鐘用這麼複雜的線路，使用74hc595 串行輸入轉並行輸出，你的目的應該是要學習74hc595這一顆IC串入並出的功能 ，既然要學習74hc595自己寫一測試程式，測試程式延遲0.5秒一個一個的發送串輸入00000001，00000010，00000100.......... ，1支腳換另1支腳的並輸出顯示，就能知道那裡有問題，硬體錯誤還是程式錯誤，然後才建立7段顯示的數字型碼表格，要按步驟除錯，學習就是要懂得除錯的方法， 盲目的學習是沒有意義。


下面的圖是我用單晶片製作時鐘，製作時鐘不需要那麼複雜一顆單晶片就可以，很久以前製造的時鐘，單晶片是義隆電EM78P458(一顆幾塊錢台幣的單晶片)，其實它不只是時鐘，是一個依時間控制馬達啟動的控制器，有類比偵測電壓控制馬達轉速PWM輸出，
的線路

goodnight

antlu 發表於 2022-2-7 12:49 AM
看了你的VFD 可以顯示,表示"顯示電路沒問題" 字畫不符 是因為"定義不對" 程式的 字段 對應表(table)出了錯! ...

對, 因為我被位元資料搞混了, 例如: 我要送出 1 [0,0,0,0,0,1,1,0] (VFD c,b 點亮)
一開始找到的範例都是 LSBFIRST 的方式, 輸出到 595 就變 01100000
後來改用 MSBFIRST 輸出, 但還是有問題

而且很多人分享的文章都怪怪的, 越看越混亂, 起碼找到輸出的方向了, 接下來就是確認輸出及重新定義 Table

VFD 第4位字劃	a	f	g	e	d	c	b	null
VFD 第4位 pin	26	27	28	29	30	31	32
74HC595 pin	Q0	Q1	Q2	Q3	Q4	Q5	Q6	Q7
輸出 1 [0,0,0,0,0,1,1,0] (VFD c,b 點亮) MSBFIRST	0	0	0	0	0	1	1	0

goodnight

阿明先生 發表於 2022-2-7 11:40 AM
時鐘用這麼複雜的線路，使用74hc595 串行輸入轉並行輸出，你的目的應該是要學習74hc595這一顆IC串入並出的 ...

一開始參考的資料都沒有很詳細說解說資料輸出到 74hc595 的問題, 雖然知道 74hc595 的運作, 但不懂資料輸入方式 (LSBFIRST/MSBFIRST) 造成的影響, 而且在範例中
有些人接法是 Q0=A, Q1=B, Q2=C ,Q3=D, Q4=E, Q5=F, Q6=G
有些人則反過來接 Q7=A, Q6=B, Q5=C ,Q4=D, Q3=E, Q2=F, Q1=G
也沒有仔細看範例的 Table , 所以白忙了好幾天, 最後還是看到您的發文, 一個一個的發送, 我再重新找相關的資料, 因為手上也沒有足夠的 LED 和7段顯示器, 所以只能用現有的顯示器去測試解決問題

現在要重建字劃的 Table

非常感謝您

goodnight

經由各位前輩的指導, 我已經找出之前失敗的原因

主要原因之一, 是對多個74hc595串接的處理概念完全不熟
第二個原因是, 我一直以第4 位 vfd 顯示推送資料, 未對第一位到第三位 vfd 顯示推送資料
第三個原因是推送方式錯誤, 我一直使用 MSBFIRST 方式推送資料 (因為接腳的方式不同沒注意到)
第四個原因是推送資料的認知, 我的認知是如下左方 (從網路看搜尋到的教學, 都是針對要點亮的筆劃送出1)
結果並不是這樣, 反而完全不顯示, 反而在第4位的Q7要送出 1 ,  

例顯示1 資料是 {0,0,0,0,0,1,1,0}, 必須要 {0,0,0,0,0,1,1,1}
例顯示8 資料是 {1,1,1,1,1,1,1,0}, 必須要 {1,1,1,1,1,1,1,1}
還有一些因為手邊沒有足夠相對的零件可以測試

資料推送方式 LSBFIRST

當時推送資料方式 (錯誤方式) 第1位到第4位數都不會顯示 VFD 第4位字劃 a f g e d c b null VFD 第4位 pin 26 27 28 29 30 31 32 74HC595 pin Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 顯　　示 1 [0,0,0,0,0,1,1,0] 0 0 0 0 0 1 1 0 VFD 第3位字劃 dot2 a f g e d c b VFD 第4位 pin 18 19 20 21 22 23 24 25 74HC595 pin Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 關閉顯示    [0,0,0,0,0,0,0,0] 0 0 0 0 0 0 0 0 VFD 第2位字劃 a f g e d c b dot1 VFD 第4位 pin 10 11 12 13 14 15 16 17 74HC595 pin Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 關閉顯示   [0,0,0,0,0,0,0,0] 0 0 0 0 0 0 0 0 VFD 第1位字劃 AM PM a f g ed c b VFD 第4位 pin 2 3 4 5 6 7 8 9 74HC595 pin Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 關閉顯示   [0,0,0,0,0,0,0,0] 0 0 0 0 0 0 0 0

前推送資料方式 (正常運作) VFD 第4位字劃 a f g e d c b null VFD 第4位 pin 26 27 28 29 30 31 32 74HC595 pin Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 顯　　示 1 [0,0,0,0,0,1,1,1] 0 0 0 0 0 1 1 1 VFD 第3位字劃 dot2 a f g e d c b VFD 第4位 pin 18 19 20 21 22 23 24 25 74HC595 pin Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 關閉顯示    [0,0,0,0,0,0,0,0] 0 0 0 0 0 0 0 0 VFD 第2位字劃 a f g e d c b dot1 VFD 第4位 pin 10 11 12 13 14 15 16 17 74HC595 pin Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 關閉顯示   [0,0,0,0,0,0,0,0] 0 0 0 0 0 0 0 0 VFD 第1位字劃 AM PM a f g ed c b VFD 第4位 pin 2 3 4 5 6 7 8 9 74HC595 pin Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 關閉顯示   [0,0,0,0,0,0,0,0] 0 0 0 0 0 0 0 0

我有一個地方不懂, 為什麼第四位數 74hc595 Q7 一定要送出 1, 否則第1位到第4位數都不會顯示, 這和我對要點亮的腳位推送 1 的認知, 完全不能理解,
有沒有前輩願意說明??還是我的資料有問題??

再次感謝回文的前輩們指導





補充內容 (2022-2-13 01:20 PM):
請問74hc595, 第一個接收到的資料到底是 Q7 先接收到還是 Q0 ? 網路上的說明都不一樣

goodnight

感謝各位前輩的指導,目前已經能夠運作了, 現在能用網路對時, 但缺點是我還不會讀 localTime ,每秒都是讀取 NTPserver, 後續還有很漫長的路要學習和改進功能的地方
.時間讀取的方式
.網路斷線讀取 RTC
.網路及RTC失效問題
.時間設定問題 (web + 按鍵)
看起來困難重重, 只能一段一段慢慢學習解決了