====== 簡易小型電圧計(7セグLCD) ====== ===== 概要 ===== 久しぶりに大阪日本橋を散策したところデジットで格安(200円)の7セグLCDを見つけました。 一般的によく見かけるLCDは、一文字が5×8のドットで構成されているので、英数字、カタカナ、特殊文字等の豊富な種類の文字を表示することが出来ます。 今回購入した7セグLCDは、一文字が7セグ形式(a,b,c,d,e,f,g,DP)になっているので、一般的なLCDに比べると表示できる文字の種類は少なくなりますが、数字に特化した用途には十分使えそうです。 また、制御信号線も一般的なLCDでは少なくとも6本必要ですが、7セグLCDは5本で制御可能なので、ピン数の少ないマイコン(PIC12F683等)にも接続することが出来ます。 {{:imgpaste:202004:htmikan-20200429-150413.png}}{{:imgpaste:202004:htmikan-20200429-150416.png}}{{:imgpaste:202004:htmikan-20200429-150419.png}} <付属の簡易説明書> {{:imgpaste:202004:htmikan-20200429-150427.png}} ===== 動作原理 ===== A/D変換でアナログデータを1000回測定し、その平均値を7セグLCDに3時分割モードで表示させます。 ===== 動作原理(ハードウェア) ===== ◎A/D変換 * PIC内臓のADC(10ビット逐次変換方式)でアナログデータを1000回測定し、平均値を求めます。 * 基準電圧を5V(Vdd)に設定し、分解能を約5mVとします。(5000mV÷1024) ◎7セグLCD * コントローラにμPD7225G(NEC社製)を使用したOPTREX社製の7セグLCD(PWB842B)を接続します。 * コマンドモードのみで制御するため、5ピン(Command/Data)はHi(Vdd)に固定接続します。 * これにより全体を5本の線で制御することが可能となります。 |<600px>| | SI | 3ピン | 入力 | （Serial Input）\\ シリアル・データ（コマンド／データ）の入力端子で表示のためのデータお\\ よびμPD7225の動作を制御する19種類のコマンドを入力します。 | | /SCK | 2ピン | 入力 | （Serial Clock）\\ シリアル・データ（SI入力）のシフト・クロックで，立ち上がりエッジでSI入力\\ の内容がシリアル・レジスタに1ビットずつ読み込まれます。\\ /SCK入力は/CS = 0のとき/BUSY = 1であれば有効となり，/BUSY = 0で\\ あれば無視されます。また/CS = 1のときは/BUSYに関係なく無視されま\\ す。 | | C,/D | 5ピン | 入力 | （Command/Data）\\ SI端子より入力したシリアル・データがコマンドかまたはデータであるかを\\ 示す入力端子です。Lowでデータ，Hiでコマンドを表します。 | | /BUSY | 4ピン | 出力 | アクティブLowの出力端子で，シリアル・データの入力禁止／許可を指示\\ します。Lowで禁止，ハイで許可を表します。 | | /CS | 6ピン | 入力 | （Chip Select）\\ CSをHiからLowにすることでμPD7225のSCKカウンタはクリアされ，シリ\\ アル・データの入力が可能となります。また，同時にデータ・ポインタを0番\\ 地にイニシャライズします。シリアル・データを入力後，/CSをHiにするとデ\\ ータ・メモリの内容がディスプレイ・データ・ラッチに転送されLCDに表示さ\\ れます。 | | /RESET | 1ピン | 入力 | アクティブLowのリセット入力端子です。 | | Vdd | 7ピン | - | +5V | | Vss | 8ピン | - | GND | ===== 動作原理(ソフトウェア) ===== ◎メイン関数(main) * ADCを初期化します。 * 7セグLCDを初期化します。 * ADCでアナログデータを1000回測定し、その平均値を求め、電圧値に換算します。 * 結果を7セグLCDに表示します。 <7セグLCDへの1バイト送信シーケンス> {{:imgpaste:202004:htmikan-20200429-151255.png}} ◎7セグLCD制御関数 ・7セグLCDを制御するための各種関数群を提供します。 <7セグLCD制御関数リスト> |<500px>| | lcd7seg_init | 7セグLCDを初期化します。 | | lcd7seg_spi | 7セグLCDに、シリアル・データ(コマンド/データ)を1バイト(MSB￫LSB)分送信します。 | | lcd7seg_cmd | 7セグLCDに、コマンド列を送信します。 | | lcd7seg_chr | 7セグLCDに、表示位置を指定して文字を表示します。 | | lcd7seg_out | 7セグLCDに、表示位置を指定して文字列を表示します。 | | lcd7seg_dot | 7セグLCDに、表示位置を指定してドットのオン/オフを制御します。 | ※AVRで7セグLCDを制御されている「[[http://recny.sakura.ne.jp/adiary.cgi/&category?cat=%c5%c5%bb%d2%b9%a9%ba%ee::%a5%b8%a5%e3%a5%f3%a5%afLCD|Recny]]」さんの【電子工作::ジャンクLCD】を参考にさせて頂きました。 ===== 回路図 ===== {{:imgpaste:202004:htmikan-20200429-151553.png}} ===== ソースコード ===== //********************************************************************** /* 　　＜簡易小型電圧計（７セグＬＣＤ）＞ 　※ＮＥＣ社製＜μPD7225＞プログラマブルLCDコントローラ／ドライバ使用 　※μPD7225は，ソフトウエアでプログラム可能なLCD（Liquid Crystal Display：液晶表示） 　　コントローラ／ドライバです。 　　マイクロコンピュータ応用システムにおいて，CPUとシリアルにインタフェースしスタティック，2, 3, 4 　　時分割のLCDをダイレクトに制御駆動します。また特定のセグメント・パターンを発生するセグメント・デコーダ 　　を内蔵しています。その他ブリンキング（点滅）動作を制御することができます。 */ //********************************************************************** //LCD sbit LCD_RESET at GP5_bit; sbit LCD_SCK at GP4_bit; sbit LCD_SI at GP2_bit; sbit LCD_CS at GP1_bit; sbit LCD_BUSY at GP3_bit; // #define BYTE unsigned short #define WORD unsigned int #define DWORD unsigned long //********************************************************************** extern void main(); extern void lcd7seg_init(); extern void lcd7seg_spi(BYTE dt); extern void lcd7seg_cmd(BYTE *dt, BYTE len); extern void lcd7seg_chr(BYTE addr, BYTE dt); extern void lcd7seg_out(BYTE addr, BYTE *dt); extern void lcd7seg_dot(BYTE addr, BYTE on); extern BYTE INIT_CMD[]; extern BYTE LCD_HEX[]; extern BYTE DOT_ON[]; extern BYTE DOT_OFF[]; //********************************************************************** BYTE INIT_CMD[] = { 0x48, //MODE SET 1/3 0x31, //Synchronized transfer 0x20, //Clear Data Memory 0x11, //Display ON 0x18, //Blinking OFF 0x14}; //WITHOUT SEGMENT decorder // BYTE LCD_HEX[] = { 0xD3,0xD5,0xD3, //0 0xD3,0xD0,0xD0, //1 0xD1,0xD7,0xD2, //2 0xD3,0xD7,0xD0, //3 0xD3,0xD2,0xD1, //4 0xD2,0xD7,0xD1, //5 0xD2,0xD7,0xD3, //6 0xD3,0xD1,0xD0, //7 0xD3,0xD7,0xD3, //8 0xD3,0xD7,0xD1, //9 0xD3,0xD3,0xD3, //A 0xD2,0xD6,0xD3, //B 0xD0,0xD5,0xD3, //C 0xD3,0xD6,0xD2, //D 0xD0,0xD7,0xD3, //E 0xD0,0xD3,0xD3, //F 0xD7,0xD7,0xD3, //all(0xFF) 0xD0,0xD0,0xD0, //space 0xD0,0xD2,0xD0, //- 0xD0,0xD5,0xD0}; //= // BYTE DOT_ON[] = { 0xB4, 0xB0, 0xB0}; BYTE DOT_OFF[] = { 0x93, 0x97, 0x93}; //********************************************************************** //■■■７セグＬＣＤ初期化関数■■■ void lcd7seg_init() { LCD_CS = 1; LCD_SCK = 1; LCD_SI = 1; LCD_RESET = 0; Delay_us(1000); LCD_RESET = 1; Delay_us(1000); // lcd7seg_cmd(INIT_CMD, 6); } //********************************************************************** //■■■８ビット送信関数■■■ void lcd7seg_spi(BYTE dt) { short cnt; // while (LCD_BUSY == 0) { } for (cnt = 0; cnt < 8; cnt++) { LCD_SI = (((dt << cnt) & 0b10000000) == 0) ? 0 : 1; LCD_SCK = 0; LCD_SCK = 1; } while (LCD_BUSY == 0) { } } //********************************************************************** //■■■コマンド設定関数■■■ void lcd7seg_cmd(BYTE *dt, BYTE len) { short cnt; // LCD_CS = 0; for (cnt = 0; cnt < len; cnt++) { lcd7seg_spi(*(dt + cnt)); } LCD_CS = 1; } //********************************************************************** //■■■文字表示関数■■■ void lcd7seg_chr(BYTE addr, BYTE dt) { LCD_CS = 0; lcd7seg_spi(0xE0 | (27 - ((addr << 1) + (addr)))); switch (dt) { case '0': lcd7seg_spi(LCD_HEX[0]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[1]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[2]); break; case '1': lcd7seg_spi(LCD_HEX[3]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[4]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[5]); break; case '2': lcd7seg_spi(LCD_HEX[6]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[7]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[8]); break; case '3': lcd7seg_spi(LCD_HEX[9]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[10]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[11]); break; case '4': lcd7seg_spi(LCD_HEX[12]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[13]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[14]); break; case '5': lcd7seg_spi(LCD_HEX[15]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[16]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[17]); break; case '6': lcd7seg_spi(LCD_HEX[18]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[19]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[20]); break; case '7': lcd7seg_spi(LCD_HEX[21]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[22]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[23]); break; case '8': lcd7seg_spi(LCD_HEX[24]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[25]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[26]); break; case '9': lcd7seg_spi(LCD_HEX[27]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[28]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[29]); break; case 'A': case 'a': lcd7seg_spi(LCD_HEX[30]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[31]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[32]); break; case 'B': case 'b': lcd7seg_spi(LCD_HEX[33]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[34]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[35]); break; case 'C': case 'c': lcd7seg_spi(LCD_HEX[36]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[37]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[38]); break; case 'D': case 'd': lcd7seg_spi(LCD_HEX[39]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[40]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[41]); break; case 'E': case 'e': lcd7seg_spi(LCD_HEX[42]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[43]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[44]); break; case 'F': case 'f': lcd7seg_spi(LCD_HEX[45]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[46]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[47]); break; case 0xFF: lcd7seg_spi(LCD_HEX[48]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[49]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[50]); break; case ' ': lcd7seg_spi(LCD_HEX[51]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[52]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[53]); break; case '-': lcd7seg_spi(LCD_HEX[54]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[55]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[56]); break; case '=': lcd7seg_spi(LCD_HEX[57]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[58]); lcd7seg_spi(LCD_HEX[59]); break; } LCD_CS = 1; } //********************************************************************** //■■■文字列表示関数■■■ void lcd7seg_out(BYTE addr, BYTE *dt) { while (*dt != 0x00) { lcd7seg_chr(addr, *dt); dt++; addr++; } } //********************************************************************** //■■■ドット表示関数■■■ void lcd7seg_dot(BYTE addr, BYTE dot) { LCD_CS = 0; lcd7seg_spi(0xE0 | (27 - ((addr << 1) + (addr)))); if(dot == 1) { lcd7seg_spi(DOT_ON[0]); lcd7seg_spi(DOT_ON[1]); lcd7seg_spi(DOT_ON[2]); } else { lcd7seg_spi(DOT_OFF[0]); lcd7seg_spi(DOT_OFF[1]); lcd7seg_spi(DOT_OFF[2]); } LCD_CS = 1; } //********************************************************************** //■■■メイン関数■■■ void main() { int cnt; double ad; char buf[10]; // OSCCON = 0b11100000; CMCON0 = 0b00000111; ANSEL = 0b00000001; TRISIO = 0b00001001; // ADC_Init(); // lcd7seg_init(); // for (cnt = 0; cnt < 10; cnt++) { lcd7seg_chr(cnt, 0xFF); Delay_ms(50); } for (cnt = 0; cnt < 10; cnt++) { lcd7seg_chr(cnt, '='); Delay_ms(50); } for (cnt = 0; cnt < 10; cnt++) { lcd7seg_chr(cnt, '-'); Delay_ms(50); } for (cnt = 0; cnt < 10; cnt++) { lcd7seg_chr(cnt, ' '); Delay_ms(50); } // while (1) { //Ａ／Ｄ変換＆換算 ad = 0.0; for (cnt = 0; cnt < 1000; cnt++) { ad += ADC_Get_Sample(0); } ad = (ad * 4.8828125) / 1000.0; //結果表示 WordToStr(ad, buf); lcd7seg_out(0, &buf[1]); } } //********************************************************************** ===== 動作確認 ===== {{:imgpaste:202004:htmikan-20200429-151722.png?500}} 電圧(1303mV)を測定してみました。 {{:imgpaste:202004:htmikan-20200429-151752.png?500}} このページは稲崎様の閉鎖したHPのコピーで、著作権は稲崎様にあります。[[elechobby:picdic:picdic|詳細]] This page is a copy of Mr. Inasaki's closed website, and the copyright is held by him.[[elechobby:picdic:picdic|Details]]