DIPマイコンLPC1114FNでmbed入門　 Ledマトリックスで遊びましょう　～その3～

mbed　LPC1114FN（以後、1114FN）は安価に購入できて、mbedクラウド開発環境を使ってプログラムを開発することができるマイコンです。1114FNを使って、8×8ドット＝64個のLEDを使ったLEDマトリックスに文字を表示します。

1枚のLEDマトリックスに「０」を表示できましたか。今回はこのユニットに０～９を一文字ずつ表示します。

mbed　LPC1114FNは発売からずいぶん経過しており、
Arm社が提供する「Mbed OS」および「Mbedプラットフォーム」は、2026年7月をもって完全にサポートを終了します。期間終了後はウェブサイトがアーカイブされ、オンラインでのプロジェクトビルドやコンパイルは一切できなくなります。回路図やプログラムは参考資料として公表します。

文字や数字を表示するにはフォントを作る必要があります。フォント製作用ツールやサイトがいくつかあります。ここでは次のサイトを利用させて頂きました。このサイトは製作したLEDマトリックスユニットの使用を想定しているようです。ただ、ターゲットとしているマイコンはArduinoと思われます。


http://xantorohara.github.io/led-matrix-editor/

ここで制作するフォントは鏡文字のフォントです。左右が逆に配置されている点に注意して、プログラムを作成します。

bitsum[i][j]　i：０～９　数字の０～９を示します。j：０～７　LEDマトリックス　１列目から８列目のデータが入ります。

bitline[k]　二次元配列bitsum[i][j]のデータを表示しやすいように一元配列bitline[k]に入れます。この変換は後のスクロール文字を表示しやすくするために行っています。


k=0;
        for(i=0;i<10;i++){// matrix data henkan
            for(j=0;j<8;j++){
                bitline[k]=bitsum[i][j];
                k++;
            }
        }

bitline[０～]のデータを８つずつ順番にLEDマトリックスに表示します。確認用LEDのON/OFFが入っていますが、なくてもかまいません。


for(i=0;i<80;i=i+8){//1 moji goto hyouji       
            led=ON;
            maxSingle(1,bitline[i+0]);
            maxSingle(2,bitline[i+1]);
            maxSingle(3,bitline[i+2]);
            maxSingle(4,bitline[i+3]);
            maxSingle(5,bitline[i+4]);
            maxSingle(6,bitline[i+5]);
            maxSingle(7,bitline[i+6]);
            maxSingle(8,bitline[i+7]);
            wait(0.2);
            led=OFF;
            wait(0.1);
        }

プログラム全体を示します。


// LedMatrix  1mai 

#include "mbed.h"
 
DigitalOut led(dp28);

// spi(mosi,miso,sck)
SPI max72_spi(dp2, NC, dp6);
DigitalOut load(dp14);//spi load

// CPU       MT7219
// dp1 mosi(Master In Salve Out) =>   DIN
// dp2 miso(Master OutSlave)   =>   nc
// dp6 sck (Serial Clock) =>   clk
// dp14 =>(Slave Select) load
 
int maxInUse = 1;    //change this variable to set how many MAX7219's you'll use
 
// define max7219 registers
#define max7219_reg_noop         0x00
#define max7219_reg_digit0       0x01
#define max7219_reg_digit1       0x02
#define max7219_reg_digit2       0x03
#define max7219_reg_digit3       0x04
#define max7219_reg_digit4       0x05
#define max7219_reg_digit5       0x06
#define max7219_reg_digit6       0x07
#define max7219_reg_digit7       0x08
#define max7219_reg_decodeMode   0x09
#define max7219_reg_intensity    0x0a
#define max7219_reg_scanLimit    0x0b
#define max7219_reg_shutdown     0x0c
#define max7219_reg_displayTest  0x0f
 
#define LOW 0
#define HIGH 1
#define MHZ 1000000
#define ON 1
#define OFF 0

void maxSingle( int reg, int col) {
//maxSingle is the "easy"  function to use for a
//single max7219
    load = LOW;            // begin
    max72_spi.write(reg);  // specify register
    max72_spi.write(col);  // put data
    load = HIGH;           // make sure data is loaded (on rising edge of LOAD/CS)
}
 
void maxAll (int reg, int col) {    // initialize  all  MAX7219's in the system
    load = LOW;                    // begin
    for ( int c=1; c<= maxInUse; c++) {
        max72_spi.write(reg);  // specify register
        max72_spi.write(col);  // put data
    }
    load = HIGH;
}
 
void maxOne(int maxNr, int reg, int col) {
//maxOne is for adressing different MAX7219's,
//while having a couple of them cascaded
    int c = 0;
    load = LOW;
 
    for ( c = maxInUse; c >= maxNr; c--) {
        max72_spi.write(0);  // no-op
        max72_spi.write(0);  // no-op
    }
 
    max72_spi.write(reg);  // specify register
    max72_spi.write(col);  // put data
 
    for ( c=maxNr-1; c >= 1; c--) {
        max72_spi.write(0);  // no-op
        max72_spi.write(0);  // no-op
    }
    load = HIGH;
}
  
void setup () {
    // initiation of the max 7219
    // SPI setup: 8 bits, mode 0
    max72_spi.format(8, 0);
    
    // going by the datasheet, min clk is 100ns so theoretically 10MHz should work...
    // max72_spi.frequency(10*MHZ);
    
    maxAll(max7219_reg_scanLimit, 0x07);
    maxAll(max7219_reg_decodeMode, 0x00);  // using an led matrix (not digits)
    maxAll(max7219_reg_shutdown, 0x01);    // not in shutdown mode
    maxAll(max7219_reg_displayTest, 0x00); // no display test
    for (int e=1; e<=8; e++) {    // empty registers, turn all LEDs off
        maxAll(e,0);
    }
    maxAll(max7219_reg_intensity, 0x0f & 0x0f);    // the first 0x0f is the value you can set
    // range: 0x00 to 0x0f
} 
 
void led_flash(){
    int i;
    for(i=0;i<3;i++){
        led=ON;
        wait(0.1);
        led=OFF;
        wait(0.1);
    }
}

int main(void) {

    const uint64_t moji_font[] = {// bold font , kagami moji font
        0x3c66666e76663c00,//0~9
        0x7e1818181c181800,
        0x7e060c3060663c00,
        0x3c66603860663c00,
        0x30307e3234383000,
        0x3c6660603e067e00,
        0x3c66663e06663c00,
        0x1818183030667e00,
        0x3c66663c66663c00,
        0x3c66607c66663c00,
    };
    
    int i,j,k;
    uint8_t bitsum[1][8],bit1gyou,bitline[80];
    uint64_t moji1;
    
    setup();
    led_flash();
    wait(0.1);
    
    while(1){
       
        for(i=0;i<10;i++){
            moji1=moji_font[i];// 0~9 
            for(j=0;j<8;j++){
                bitsum[i][j]=0;
            }
            for(j=0;j<8;j++){
                bit1gyou=moji1 & 0xff;
                for(k=0;k<8;k++){// kagamimoji no font
                //for(k=8;k>=1;k--){ // futuu no font
                    bitsum[i][k]=bitsum[i][k]+(bit1gyou & 0x01)*pow((double)2,(double)(j));
                    bit1gyou=bit1gyou >> 1;
                 }//i
                 moji1=moji1 >> 8; 
            }//j
        }
        
        k=0;
        for(i=0;i<10;i++){// matrix data henkan
            for(j=0;j<8;j++){
                bitline[k]=bitsum[i][j];
                k++;
            }
        }
        
        for(i=0;i<80;i=i+8){//1 moji goto hyouji       
            led=ON;
            maxSingle(1,bitline[i+0]);
            maxSingle(2,bitline[i+1]);
            maxSingle(3,bitline[i+2]);
            maxSingle(4,bitline[i+3]);
            maxSingle(5,bitline[i+4]);
            maxSingle(6,bitline[i+5]);
            maxSingle(7,bitline[i+6]);
            maxSingle(8,bitline[i+7]);
            wait(0.2);
            led=OFF;
            wait(0.1);
        }
                       
    }//while
}//main

このプログラムは下記URLにてPublishしています。

https://developer.mbed.org/users/takeuchi/code/20160505_V13_LedMatrix/

次回はスクロール文字表示に挑戦します。