74HC595 в руках маньяка

[Vitto74]

Доброго времени суток, уважаемые радиолюбители!
Попросили меня давеча прикинуть техническую возможность создания выставочного щита с ценниками, которые управляются микроконтроллером. После воскуривания множества материалов по этой теме я прикинул, что проще всего это будет сделать на Raspberry PI + 74HC595 + 7-и сегментные 4-х секционные индикаторы (например 3641AS). Raspberry PI выбрана по причине не связанной со схемотехникой - на ней кроме управления сей конструкцией еще некоторое количество приблуд вращаться будет + LED экран с презенташкой.
Собственно вопрос, ответ на который я не нашел обыскав много всего - сколько регистров можно подключить каскадом? Предполагается, что количество ценников будет около 500, скорее всего разделенных на 5 блоков по 100 регистров (и соответственно 100 индикаторов) в каждом. Какие могут возникнуть трудности при выборе этих компонентов для решения такой задачи?

[_abk_]

[uquote="Vitto74",url="/forum/viewtopic.php?p=3454185#p3454185"]... сколько регистров можно подключить каскадом?[/uquote]Если имеется в виду последовательно, то сколько угодно.[uquote="Vitto74",url="/forum/viewtopic.php?p=3454185#p3454185"]... Какие могут возникнуть трудности при выборе этих компонентов для решения такой задачи?[/uquote] При выходе из строя одного регистра все последующие тоже "выпадут из обоймы". В связи с большими размерами монтажа 2000 регистров при использовании LATCH надо предусмотреть буферные элементы.

[BOB51]

Для таких целей необходим малолапый МК с RS232 приемопередатчиком "на борту" и количеством лапок, достаточным для обслуживания динамического индикатора на светодиодах.
Или пара из АТтини2313/среднемладшем ПИКе о8-18 лапках и адуриньева модуля на MAX7219 с 8-позиционным 7-сегментным дисплеем.

[Vitto74]

[uquote="_abk_",url="/forum/viewtopic.php?p=3454365#p3454365"]При выходе из строя одного регистра все последующие тоже "выпадут из обоймы"[/uquote]Это не очень большая проблема т.к. по отзывам элементы довольно надежны + при выходе из строя будет предусмотрена замена. Планируется их в платы паять по 4 шт и в случае чего менять сразу эту плату.
[uquote="_abk_",url="/forum/viewtopic.php?p=3454365#p3454365"]В связи с большими размерами монтажа 2000 регистров[/uquote]А разве в 500 не уложиться? Катоды будут общими для всех 3641AS, для них 4 вывода на контролере или один регистр + один регистр на каждый 3641AS. Откуда взялось 2000? Или я что-то пропустил и несу чушь?
Я опасаюсь, что сопротивление регистров будет влиять на прохождение сигнала высокой частоты. Дальний регистр будет от контроллера на расстоянии не менее 3 метров + 50 разъемов (по два на каждый из 25 плат с 4 регистрами), чтобы легко было платы менять.
[uquote="BOB51",url="/forum/viewtopic.php?p=3454378#p3454378"]Для таких целей необходим малолапый МК с RS232 приемопередатчиком "на борту" и количеством лапок, достаточным для обслуживания динамического индикатора на светодиодах.
Или пара из АТтини2313/среднемладшем ПИКе о8-18 лапках и адуриньева модуля на MAX7219 с 8-позиционным 7-сегментным дисплеем.
[/uquote] MAX7219 как и MAX7221 стоят космос, а 74HC595 копейки.

[ПростоНуб]

[uquote="Vitto74",url="/forum/viewtopic.php?p=3454380#p3454380"]А разве в 500 не уложиться? Катоды будут общими для всех 3641AS, для них 4 вывода на контролере или один регистр + один регистр на каждый 3641AS.[/uquote]
Для того, чтобы в глаза не бросалось мигание при обновлении индикатора, каждый сегмент должен обновляться не реже, чем 25 раз в секунду. Если грузить разряды по очереди в динамике в 500 регистров, то делать это нужно будет 100 раз в секунду. То есть, за 10мс нужно передать 4000 бит. То есть частота передачи потребуется в 400Кбод. Вот и получится, что даже на метр на такой частоте сигнал в логических уровнях не передадите. Дифференциальный - пожалуйста, хоть мегабод, а логический - никак. Если тупо прикинуть 500 индикаторов по 2 см на каждый, то уже будет 10 метров, на которых логический сигнал быстрее, чем 10Кбод не пройдет. Причем проблема именно в сумме всех длин проводников шины синхронизации (SHCP) - именно ее емкость будет Вам мешать.

[_abk_]

[uquote="Vitto74",url="/forum/viewtopic.php?p=3454380#p3454380"]А разве в 500 не уложиться? Катоды будут общими для всех 3641AS, для них 4 вывода на контролере или один регистр + один регистр на каждый 3641AS. Откуда взялось 2000?[/uquote]
Это для просто реализуемой статической индикации. Думаю даже, что это лучший вариант, хоть и дороже. Вам не придется никуда спешить, как с динамической индикацией(ДИ).
А для динамической хватит и 251 штуки. Только вот успеете ли? И дело не в емкостях длинных линий, а в задержках самих м/с. Например, при обновлении 2000 битов катодов суммарная задержка на SDh составит около 25мкс. Как тактировать? Для синхронизации придется поставить еще 250 простых вентилей Ну и мощные драйвера на длинные линии типа сегментов, LATCH, SHIFT CLOCK. Общее время обновления составит около 525 мкс Для ДИ получается вполне. Если я ничего не забыл учесть...

[ПростоНуб]

[uquote="_abk_",url="/forum/viewtopic.php?p=3454419#p3454419"]И дело не в емкостях длинных линий, а в задержках самих м/с.[/uquote]
Откуда задержка? 74HC595 работает на частоте до 100МГц. А Q7S выставляется по заднему фронту SHCP, тогда как DS считывается по переднему фронту.

[Vitto74]

Этого я и боялся. Значит надо собирать ценники на четырех 7-и сегментных односекционных индикаторах + по 4 74HC595 на каждый. Итого 2000 74HC595 + 2000 индикаторов.
Если их разбить на 5 линий по 100, то получится 400 регистров каскадом. Сложноватая и не надежная конструкция.
Тогда может поделить их на большее количество линий (например на 25 по 20 ценников), а каждой линией будет управлять чтонибудь типа ATMega8. У нее ног хватит, чтобы 2 каскада по 10 регистров заполнять достаточно быстро.
Но это сильно усложняет дело. Как подключить 25 ATMega8 к Raspberry PI? В принципе тот же SPI пойдет т.к. снимаются требования к скорости - загнал данные в ATMega8 и она уже сама регистры гоняет в нужное положение.
Я пока в тупике. Буду воскуривать различные статьи дальше. KISS наше все, а это в него не укладывается.

[BOB51]

Я предложил реальную версию, даже с возможным использованием радиоканала.
Насчет стоимости...
Группа жестко связанных индикаторов (да еще с особыми требованиями к линиям связи/управления)
имеет гораздо меньшую устойчивость и мобильность изменения конфигурации, чем автономные головки
с минимальным количеством линий связи.
Специфика торговых точек - произвольное размещение ценниковых индикаторов в зависимости от обстановки.
Неуж-то менять шлейфы будете каждый раз?
Одно дело RS232 или токовая петля - две витых пары на Rx/Tx плюс питание с произвольной конфигурацией размещения и совсем иное - сквозной канал сигналов управления плюс шина данных, питание и невозможность произвольного выбора размещения индикатора при прямом управлении 595ми.

Кроме прочего...
Моноблок для адуринок (8 семисегментников + MAX7219) по себестимости гораздо меньше комплакта из тех же деталек россыпью, а там еще и платка и сборка. Да режим тетрадного дешифратора в придачу.

[ПростоНуб]

[uquote="Vitto74",url="/forum/viewtopic.php?p=3454428#p3454428"]Как подключить 25 ATMega8 к Raspberry PI? В принципе тот же SPI[/uquote]
Тогда уже stm8s103f3p6. Он явно дешевле. И I2C на большие расстояния надежней SPI, да и SPI пригодится для выдачи данным сдвиговым регистрам. Считать надо по габаритам. Может хватит четырех STM8, ведущих по 125 74HC595 каждый по двум каналам (UART + SPI).

[musor]

интересная дилема наметилась... и не 1

[Vitto74]

BOB51, считай меня ретроградом, но радиоканалы я не люблю вообще, совсем, лютой ненавистью. С перестановкой ценников в моем случае проблем нет - они будут жестко закреплены на щите, ассортимент которого не меняется годами.

[musor]

а не проще тогда тупо перемычками набрать ка в старых АТ корпусахт делали для частоты цпу

[ПростоНуб]

[uquote="Vitto74",url="/forum/viewtopic.php?p=3454465#p3454465"]С перестановкой ценников в моем случае проблем нет - они будут жестко закреплены на щите, ассортимент которого не меняется годами.[/uquote]
А тогда есть смысл подумать о передаче цен по ИК. Светодиод на потолке и копеечный TL1838 на блок ценников, управляемых одним МК.

[musor]

если ка сказано ТС ценики статичны годами... смысл городить на куче железа и пихать туда мк?

[ПростоНуб]

[uquote="musor",url="/forum/viewtopic.php?p=3454512#p3454512"]сказано ТС ценики статичны годами[/uquote]

ассортимент не меняется годами.

Разницу не замечаете между ассортиментом и ценами?

[Vitto74]

[uquote="ПростоНуб",url="/forum/viewtopic.php?p=3454498#p3454498"]А тогда есть смысл подумать о передаче цен по ИК. Светодиод на потолке и копеечный TL1838 на блок ценников, управляемых одним МК.[/uquote]А с ИК в том месте отдельная песня. Пока на точке не появилось отдельное помещение охраны, видеорегистратор стоял над входной дверью. Днем все было ок, а вечером/ночью начиналось представление - хаотично начинали переключаться каналы регистратора. Дело оказалось в доме напротив - пульт от телека доставал метров до 40 магазина и через окно мешал охране наблюдать за периметром. Решили проблему заклеив ИК-порт на реге изолентой.

Я сказал, что ассортимент не меняется. Цены меняются очень часто. На стенде 100 и более наименований и переклеивать ценники та еще задача.

Добавлено after 6 minutes 58 seconds:
Может в природе есть сдвиговые регистры бит этак на 64?

[ПростоНуб]

[uquote="Vitto74",url="/forum/viewtopic.php?p=3454516#p3454516"]А с ИК в том месте отдельная песня.[/uquote]
Ну это на регистраторе могла быть проблема с выбором кода устройства или, тем более, частоты модуляции. На собственном приемнике это проблемы составлять не будет.

Добавлено after 1 minute:
[uquote="Vitto74",url="/forum/viewtopic.php?p=3454516#p3454516"]Может в природе есть сдвиговые регистры бит этак на 64?[/uquote]
Любой МК

[jcxz]

[uquote="Vitto74",url="/forum/viewtopic.php?p=3454516#p3454516"]Днем все было ок, а вечером/ночью начиналось представление - хаотично начинали переключаться каналы регистратора. Дело оказалось в доме напротив - пульт от телека доставал метров до 40 магазина и через окно мешал охране наблюдать за периметром.[/uquote]
А что - Вы собираетесь реализовывать протокол телевизорных пультов? Если протокол обмена свой и руки не кривые - то никакие адепты зомбоящиков не помешают.

Добавлено after 43 seconds:
[uquote="ПростоНуб",url="/forum/viewtopic.php?p=3454523#p3454523"]Любой МК [/uquote]
Не в любом есть 64 ноги GPIO.

Добавлено after 11 minutes 35 seconds:
[uquote="ПростоНуб",url="/forum/viewtopic.php?p=3454451#p3454451"]Может хватит четырех STM8, ведущих по 125 74HC595 каждый по двум каналам.[/uquote]
Тогда уж проще какой-нить ARM поставить в количестве 1 шт и все эти ветки 74HC595 повесить на его могучие интерфейсы. Ведь речь о серийном производстве не идёт, значит стоимость МК почти не играет роли, а за счёт меньшего времени на разработку, получится выигрыш.
Взяв какой-нить Tiva (TM4C129) можно получить 16 битовых потоков вывода на его 4-х SSI в режиме quad-SPI.
Да и при должном умении и малина может не понадобиться - LCD (и что там ещё надо) зацепить на него же, его 256КБ ОЗУ вполне думаю хватит на видеобуфер для небольшого LCD. Ну а если всё-таки с малиной, то в Tiva есть например Ethernet со встроенной физикой - легко в него вливать нужную инфу с малины.

[BOB51]

Речь не о ретроградстве (радиоканал всего-то на возможный "рост апетита по мере потребления").
Вы пробовали с десяток мелкосхем на шлейфе в 5 метров подключить? (не в любительском макете с 1-1,5 метровым ленточным каблом, а в реальной обстановке простодешовым или на худой конец тем, что для локальных сетей прокладывают да на более 2 метров длины)...

Сначала попытайтесь хотя бы смакетировать такого монстра - а уж затем думайте чего закладывать в конструкцию.
Проблем с помехами в шлейфе как извне, так и с частотным диапазоном устойчивого сигнала там предостаточно будет.
В том числе и для окружающих...