八十の手習い シフトレジスターの勉強、やり直し

２０２１／０６／１９（土曜日）　雨

先日、マイコンとシフを組み合わせて１６個のＬＥＤを制御することができた。
そこで今度はシフトレジスタを３個接続して２４個のＬＥＤを点滅させてみようと
実験を始めた。
ところがＬＥＤは思うようには点滅せず、あれこれプログラムを変更したり
回路をいじくりまわしたりして余計に何が何だかわからなくなってしまった。
うーん、シフトレジスターの動かし方はわかったつもりでいたけど、やっぱり
完全にはわかっていなかったんだなぁ・・・
よーし、もう一度一から勉強してみよう。

今度はマイコンボード、シフトレジスタボード、ＬＥＤボードを別々に作った。

マイコンボードは前と同じ。
シフトレジスタを制御する配線は４本で変わりなし。

シフトレジスタ間は４本の信号線を配線する。

シフトレジスタとLEDの接続は８ｘ３の２４本。
前回の実験では０ビットを飛び越して点灯していたのに気が付かなかったことから
０ビット目を赤いＬＥＤにして見落とさないようにした。

さぁ、問題のプログラムだ。
前回の実験では同じような繰り返し処理は関数を作ったり、ループ処理を組んだりして
何か問題が出たときの対処がややこしかった。
そこで今回は単純に「手でスイッチを操作するとおり」をプログラムに実行させる
という方式にした。
同じようなコードを何か所も書き込むので面倒だったが、何とか実行した。

①　まず最初に（最初の１回だけ）シフトレジスタをクリアする。
②　最下位シフトレジスタのＳＥＲ信号を”１”（ＨＩＧＨ）にする。
③　ＳＲＣＬＫ信号を”１”（ＨＩＧＨ）にしてまた”０”（ＬＯＷ）にする。
　　（ＳＲＣＬＫにパルスを加える。）
　　（これで最下位シフトレジスタの０ビット（ＱＡ）が　”１”（ＨＩＧＨ）になる。
④　ＳＥＲ信号を”０”にする。
⑤　ＲＣＬＫ信号を”１”（ＨＩＧＨ）にして”０”（ＬＯＷ）にする。
　　（ＲＣＬＫにパルスを加える。）
　　（これで全シフトレジスタのＱｘがラッチされて端子に出力される。）
　　（この場合は最下位レジスタのＱＡは”１”（ＨＩＧＨ）にラッチされるのでＬＥＤは点灯する。）
　　（その他のＱｘは”０”（ＬＯＷ）なので点灯しない。）　
⑥　ＳＲＣＬＫ信号をＨＩＧＨにしてＬＯＷにする。
⑦　最下位レジスタＱＡの出力がＱＢにシフトする。　ＱＡはＳＥＲ（現在はＬＯＷ）の信号で
　　ＬＯＷになる。
⑧　ＲＣＬＫをＨＩＧＨにしてＬＯＷにする。
　　（全Ｑｘがラッチされて端子に出力される。）
　　（最下位レジスタのＱＢはＨＩＧＨなのでＬＥＤは点灯。　その他のＱｘはＬＯＷなので
　　　点灯しない。）
　　（結果、ＱＡの点灯状態がＱＢにシフトしたことになる。）
⑨　　上記⑥、⑦、⑧を繰り返すと点灯しているＬＥＤは１つずつ上位でシフトしていく。
　　　ＳＲＣＬＫパルスを２３回送出すると最上位シフトレジスタのＱＨが点灯し、２４回目では
　　　①の動作が開始される。

オシロスコープで波形をみてみた。

下位ビットで点灯されたＬＥＤが上位へのLＥＤへと移動していく。
今回の実験では２４個のＬＥＤを点滅させてみたが、シフトレジスタを
増やせば元沢山のＬＥＤを点滅させられる。
マイコンとシフトレジスタボートの配線は４本だけだ。
なるほど・・・シフトレジスタは面白い。

そんな実験の様子を動画でご覧ください。

（オイらはオシロスコープの波形を見るのが好きです。変な趣味だよねぇ（笑い））