====== ワイヤレスLCD(赤外線データ通信) ======
===== 概要 =====
LCDは製作する装置に内蔵して利用するのが一般的です。
しかし、離れた場所に設置するような装置では、常時LCDに表示する必要はありません。
つまり、確認する必要が生じた時のみ、LCDを持って行き接続し、データを表示をさせれば良い事になります。
そうすることにより、装置の小型化や低消費電力化を図ることが出来ます。
通常は、装置とLCDの接続は、コネクタ(ケーブル)で行いますが、今回は、赤外線を利用(ワイヤレス)して、非接触でデータ通信を行い、LCDにデータを表示させました。
非接触のメリットは、
* コネクタの抜き差しの手間が省ける。
* 雨天であっても、装置に近づけるだけでデータが表示できる。(つまり装置の蓋を開ける必要がない)
等が考えられます。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-144854.png?500}}
クライアント側に実装する、ユーザアプリケーションのために、「ワイヤレスLCD制御ライブラリ」を提供します。
ライブラリの仕様は、mikroCコンパチブルとしました。従って、関数名さえ変更すれば、どちらのライブラリでも同じように動作させることが出来ます。
|<500px>|
^ mikroC版LCD制御ライブラリ ^ ワイヤレスLCD制御ライブラリ\\ <ユーザアプリケーションより呼び出します> ^
| Lcd_Init | Lcd_Init_Remote |
| Lcd_Out | Lcd_Out_Remote |
| Lcd_Out_Cp | Lcd_Out_Cp_Remote |
| Lcd_Chr | Lcd_Chr_Remote |
| Lcd_Chr_Cp | Lcd_Chr_Cp_Remote |
| Lcd_Cmd | Lcd_Cmd_Remote |
===== 動作原理 =====
ワイヤレスLCDは、
* LCDのサービス(機能)を提供する側【サーバ(Server)】
* LCDのサービスを利用する側【クライアント(Client)】
より構成されます。(クライアント・サーバ方式)
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-145115.png?500}}
===== 動作原理（ハードウェア） =====
◎赤外線の送信
高輝度赤外線LED(OSIR5113A)を使用します。
<赤外線LED(OSIR5113A)>
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-145222.png}}
◎赤外線の受信
テレビ・ビデオ等のリモコンに使用されている受光モジュール(SPS-443)を使用します。
ピンフォトダイオード、アンプ、フイルター回路が内蔵されています。
38kHzの副搬送波で振幅変調された赤外線のみを検出する事(ノイズ対策)が出来ます。
<赤外線リモコン受信モジュール(SPS-443)>
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-145229.png}}
◎副搬送波(38kHz)の発生
PIC内蔵のCCPモジュールをPWMモードで使用し、38kHzを発生させます。
===== 動作原理(ソフトウェア) =====
◎提供関数(クライアント側)
* Lcd_Init_Remote();\\ LCDを初期化します。
* Lcd_Out_Remote(char row, char column, char *text);\\ 行(row)と列(column)を指定して、LCDに文字列(text)を表示します。
* Lcd_Out_Cp_Remote(char *text);\\ カレントカーソルに、LCDに文字列(text)を表示します。
* Lcd_Chr_Remote(char row, char column, char out_char);\\ 行(row)と列(column)を指定して、LCDに文字(out_char)を表示します。
* Lcd_Chr_Cp_Remote(char out_char);\\ カレントカーソルに、LCDに文字(out_char)を表示します。
* Lcd_Cmd_Remote(char out_char);\\ LCDにコマンド(out_char)を送信します。
※mikroCコンパチブルにしましたので、詳細については、其方(HELP)を参照してください。
※動作確認のため、クライアント側には、PIC16F88を使用しましたが、他のPICでも同様に動作します。
◎メイン処理
スイッチ(SW1)の設定により、サーバ側、クライアント側を切り替え、各処理を呼び出します。
SW1=GND￫サーバ側(Lcd_Server関数)
SW1=Vdd￫クライアント側(Lcd_Client関数)
◎クライアント処理
副搬送波(38kHz)を発生させるために、CCPモジュールをPWMモードで初期化します。
A/D変換を行い、サーバ側に表示データを送信します。
※ユーザアプリケーションは、このクライアント処理を修正して、実装します。
◎サーバ処理
LCDおよびUSARTを初期化します。
クライアントからのデータを受信します。
受信データを解析し、LCDを制御します。
===== 回路図 =====
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-145426.png}}
===== ソースコード =====
//**********************************************************************
/*
＜ワイヤレスＬＣＤ（赤外線データ通信）＞
*/
//**********************************************************************
//■マクロ定義
#define BYTE unsigned short
#define WORD unsigned int
#define DWORD unsigned long
//
sbit SW at RA5_bit;
#define EOF 0x00
//
sbit LED at RB1_bit;
#define ON 1
#define OFF 0
//LCD
sbit LCD_RS at RB6_bit;
sbit LCD_EN at RB7_bit;
sbit LCD_D7 at RA1_bit;
sbit LCD_D6 at RA0_bit;
sbit LCD_D5 at RA7_bit;
sbit LCD_D4 at RA6_bit;
sbit LCD_RS_Direction at TRISB6_bit;
sbit LCD_EN_Direction at TRISB7_bit;
sbit LCD_D7_Direction at TRISA1_bit;
sbit LCD_D6_Direction at TRISA0_bit;
sbit LCD_D5_Direction at TRISA7_bit;
sbit LCD_D4_Direction at TRISA6_bit;
//**********************************************************************
//■関数宣言
extern void main();
extern void Lcd_Server();
extern void Lcd_Client();
extern void Lcd_Init_Remote();
extern void Lcd_Out_Remote(char row, char column, char *text);
extern void Lcd_Out_Cp_Remote(char *text);
extern void Lcd_Chr_Remote(char row, char column, char out_char);
extern void Lcd_Chr_Cp_Remote(char out_char);
extern void Lcd_Cmd_Remote(char out_char);
extern void Lcd_Send_Chr(unsigned short dt);
extern void Lcd_Send_Str(unsigned short* pData);
//**********************************************************************
//■メイン関数
void main()
{
OSCCON = 0b01110000;
TRISA = 0b11111111;
TRISB = 0b00001100;
//
LED = OFF;
//
if (SW == 1) {
Lcd_Client();
} else {
Lcd_Server();
}
}
//**********************************************************************
//■ワイヤレスＬＣＤサーバ関数
void Lcd_Server()
{
char dt, cnt, buf[32];
//
ANSEL = 0b00000000;
//
Lcd_Init();
Lcd_Cmd(_LCD_CURSOR_OFF);
Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR);
for (cnt = 0; cnt < 16; cnt++) {
Lcd_Chr(1, cnt + 1, 0xFF);
Delay_ms(50);
}
for (cnt = 0; cnt < 16; cnt++) {
Lcd_Chr(2, cnt + 1, 0xFF);
Delay_ms(50);
}
Delay_ms(1000);
Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR);
//
Uart1_Init(1200);
//
while(1) {
cnt = 0;
while (1) {
if (Uart1_Data_Ready() != 1) {
continue;
}
//
dt = Uart1_Read();
if (dt != EOF) {
buf[cnt] = dt;
cnt++;
} else {
buf[cnt] = 0x00;
LED = ~LED;
break;
}
//
if (cnt == 32) {
cnt = 0;
continue;
}
}
//
switch (buf[0]) {
case 'A':
Lcd_Out(buf[1], buf[2], &buf[3]);
break;
case 'B':
Lcd_Out_Cp(&buf[1]);
break;
case 'C':
Lcd_Chr(buf[1], buf[2], buf[3]);
break;
case 'D':
Lcd_Chr_Cp(buf[1]);
break;
case 'E':
Lcd_Cmd(buf[1]);
break;
}
}
}
//**********************************************************************
//■ワイヤレスＬＣＤクライアント関数
void Lcd_Client()
{
char buf[16];
WORD ad;
//
ANSEL = 0b00001111;
//
Lcd_Init_Remote();
//
while (1) {
ad = Adc_Read(0);
ad = ad * 4.8828125;
WordToStr(ad, buf);
Lcd_Out_Remote(1, 1, buf);
Lcd_Out_Cp_Remote("mV");
//
ad = Adc_Read(1);
ad = ad * 4.8828125;
WordToStr(ad, buf);
Lcd_Out_Remote(1, 9, buf);
Lcd_Out_Cp_Remote("mV");
//
ad = Adc_Read(2);
ad = ad * 4.8828125;
WordToStr(ad, buf);
Lcd_Out_Remote(2, 1, buf);
Lcd_Out_Cp_Remote("mV");
//
ad = Adc_Read(3);
ad = ad * 4.8828125;
WordToStr(ad, buf);
Lcd_Out_Remote(2, 9, buf);
Lcd_Out_Cp_Remote("mV");
//
Delay_ms(100);
}
}
//**********************************************************************
//■ワイヤレスＬＣＤ初期化関数
void Lcd_Init_Remote()
{
Pwm1_Init(38000); // 38kHz duty=50%
Pwm1_Set_Duty(PR2 / 2);
Pwm1_Stop();
}
//**********************************************************************
//■ワイヤレスＬＣＤ文字列出力（行列指定）関数
void Lcd_Out_Remote(char row, char column, char *text)
{
Lcd_Send_Chr('A');
Lcd_Send_Chr(row);
Lcd_Send_Chr(column);
Lcd_Send_Str(text);
Lcd_Send_Chr(EOF);
}
//**********************************************************************
//■ワイヤレスＬＣＤ文字列出力（カレント位置）関数
void Lcd_Out_Cp_Remote(char *text)
{
Lcd_Send_Chr('B');
Lcd_Send_Str(text);
Lcd_Send_Chr(EOF);
}
//**********************************************************************
//■ワイヤレスＬＣＤ文字出力（行列指定）関数
void Lcd_Chr_Remote(char row, char column, char out_char)
{
Lcd_Send_Chr('C');
Lcd_Send_Chr(row);
Lcd_Send_Chr(column);
Lcd_Send_Chr(out_char);
Lcd_Send_Chr(EOF);
}
//**********************************************************************
//■ワイヤレスＬＣＤ文字出力（カレント位置）関数
void Lcd_Chr_Cp_Remote(char out_char)
{
Lcd_Send_Chr('D');
Lcd_Send_Chr(out_char);
Lcd_Send_Chr(EOF);
}
//**********************************************************************
//■ワイヤレスＬＣＤコマンド出力関数
void Lcd_Cmd_Remote(char out_char)
{
Lcd_Send_Chr('E');
Lcd_Send_Chr(out_char);
Lcd_Send_Chr(EOF);
}
//**********************************************************************
//■ワイヤレスＬＣＤデータ送信（１文字）関数
void Lcd_Send_Chr(unsigned short dt)
{
short cnt;
//start-bit
Pwm1_Start();
Delay_us(833);
Pwm1_Stop();
//data-bit(LSB.....MSB)
for (cnt = 0; cnt < 8; cnt++) {
if ((dt & 0b00000001) != 0) {
Delay_us(833);
} else {
Pwm1_Start();
Delay_us(833);
Pwm1_Stop();
}
//
dt >>= 1;
}
//stop-bit
Delay_us(833);
//
Delay_ms(10);
}
//**********************************************************************
//■ワイヤレスＬＣＤデータ送信（文字列）関数
void Lcd_Send_Str(unsigned short* pData)
{
while (*pData != 0x00) {
Lcd_Send_Chr(*pData);
pData++;
}
}
//**********************************************************************
===== 動作確認 =====
下側:ワイヤレスLCD(クライアント)です。※左下が、赤外線LEDです。
上側:ワイヤレスLCD(サーバ)です。※左上が、赤外線リモコン受信モジュールです。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-145540.png?500}}
左側:ワイヤレスLCD(クライアント)です。
右側:ワイヤレスLCD(サーバ)です。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-145551.png}}{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-145555.png}}
ワイヤレスLCD(クライアント)から送信された表示データを、ワイヤレスLCD(サーバ)でLCDに表示します。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-145601.png}}{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-145605.png}}
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