４セグLEDを制御する
セグメントLEDの構造
4セグLEDは、Multi-Functionシールドの上部についている4桁の数字を表示できるLEDです。4セグLEDは、セグメントLED ｘ ４個の構成になっています。4セグLEDには12本の信号線が出ています。- COL0～COL3（4本）： 1個のセグメントLEDを選択するための信号線
- a ～ ｇ, DP（8本）：数字０－９、小数点を表示するための信号線
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| 図１：4セグLEDの位置 |
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| 図２：セグメントLEDに１を表示させるLEDのパターン |
LED abcf efgDP
0 : (0000 0011) → 0x03
1 : (1001 1111) → 0x9F
1 : (1001 1111) → 0x9F
2 : (0010 0101) → 0x25
3 : (0000 1101) → 0x0D
4 : (1001 1001) → 0x99
5 : (0100 1001) → 0x49
6 : (0100
0001) →
0x41
7
:
(0001 1011) →
0x1B
8 :
(0000 0001) →
0x01
9 :
(0000 1001) → 0x09
DP:
(1111 1110) →
0xFE
これをプログラムコードにすると、
unsigned char NUM_pat[] = {
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0x03, 0x9f, 0x25, 0x0d, 0x99, 0x49, 0x41, 0x1b, 0x01, 0x09
};
４セグLEDの内部構造
4セグLEDは、「１セグメントLED」ｘ４個の構成の構成になっていますが、４つのセグメントLEDは内部で図４のように接続されています。 |
| 図３：4セグLEDの内部構造 |
unsigned char digitSel[] = {0x10, 0x20, 0x40, 0x80};
4セグLEDの制御方法
Multi-Functionシールドには、4セグLEDをシリアル制御するために、74HC595（シフトレジスタIC）が2個付いています。この2個のICを使えば、4セグLEDの12本の信号線を3本の制御信号（CLK,SDI,LCH）で制御することができます。 |
| 図４：７４HC595（シフトレジスタIC)の位置 |
- ４つのセグメントLEDから1つを選択：COL0～COL3の1本をオンする
（例）2桁目の選択 COL0-3: 0010 0000 (0x20) 、下位4ビットは未使用 - 選択したセグメントLEDに数を表示：LED(a~g, DP）のどれかをオンする
（例）数字０を表示 LED(a-g,DP): 0000-0011 (0x03)
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| 図４：74HC595の制御方法 |
- 74HC595 （右）が4セグLEDのCOL0-3に接続されている
- 74HC595（左）が4つのセグメントLEDのLED(a-g,DP : 8本)に接続されている。
- Latch(LCH)：L(0V)にすると4セグLEDにつながる信号を保持（固定）する。
- Clock(CLK)、Serial Data In(SDI）：２つの信号を使ってシリアルにデータを4セグLEDにつながる信号線にデータを送る。
#define SDI 8
#define CLK 7
#define LCH 4
void setup() {
pinMode(SDI, OUTPUT);
pinMode(CLK, OUTPUT);
pinMode(LCH, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LCH, LOW);
shiftOut(SDI, CLK, LSBFIRST, 0x03);
shiftOut(SDI, CLK, LSBFIRST,0x20);
digitalWrite(LCH, HIGH);
delay(100);
}
4セグLEDに別の数を表示させる
4セグLEDの各セグメント同時に表示させることはできません。各桁に別の数を表示させるためには、図５のように1桁ずつデータをセットし一定時間表示したら、次の桁を一定時間表示します。 |
| 図５：4桁表示は各桁を順番に表示させる |
#define SDI 8
#define CLK 7
#define LCH 4
unsigned char digit[]= {0x10, 0x20, 0x40, 0x80};
unsigned char numPat[] = {0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1b,0x01,0x09,0xff};
void setup() {
pinMode(SDI, OUTPUT);
pinMode(CLK, OUTPUT);
pinMode(LCH, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LCH, LOW);
shiftOut(SDI, CLK, LSBFIRST, numPat[0]);
shiftOut(SDI, CLK, LSBFIRST, digit[0]);
digitalWrite(LCH, HIGH);
delay(10);
digitalWrite(LCH, LOW);
shiftOut(SDI, CLK, LSBFIRST, numPat[1]);
shiftOut(SDI, CLK, LSBFIRST, digit[1]);
digitalWrite(LCH, HIGH);
delay(10);
digitalWrite(LCH, LOW);
shiftOut(SDI, CLK, LSBFIRST, numPat[2]);
shiftOut(SDI, CLK, LSBFIRST, digit[2]);
digitalWrite(LCH, HIGH);
delay(10);
digitalWrite(LCH, LOW);
shiftOut(SDI, CLK, LSBFIRST, numPat[3]);
shiftOut(SDI, CLK, LSBFIRST, digit[3]);
digitalWrite(LCH, HIGH);
delay(10);
}
