Ｐ　PICミニBBシリーズ(5)　　〜SPI接続グラフィックLCDユニット

ｂｙ　ｆｊｋ

　秋月電子で売られているSPI接続の「超小型グラフィックLCD」（AQM1248A、ピッチ変換キット、秋月#107007、800円)にPICで文字を表示してみた。なお、AQM1248Aは3.3Vで動作するため、PICを5Vで使う場合、SPI信号レベルの変換を行う必要が有り、このレベル変換用として「4ビット双方向ロジックレベル変換モジュール」（AE-LCNV4、秋月#113837、200円）と3.3Vの3端子レギュレータ（LM2950G-3.3、秋月#116990、160円）を用いた。
　マスターとなるPIC-BASIC-spiはPIC16F18325（秋月#110890、220円）を用い、gLCDユニットとは10ピンのコネクタを使用した（abc894等と配線が少し異なる）。なお、グラフィックBB側の未使用のコネクタピンは、BB上で信号がぶつからないよう、ラジオペンチで抜いている

SPI接続グラフィックLCD回路図	グラフィックLCDボード配線図
MCCのpinmodule設定	MCCのsystem設定 MCCのSPI設定

　今回、プログラムを簡単にするため、文字表示位置のＸ（水平）方向は任意の位置に指定可能だが、Ｙ（垂直）方向は8ドット（LCDのバイト）単位の位置とした（Ｙ座標の8ドット未満は無視）。
　文字フォントはグラフィック表示できるので「はじめてのPIC2」さんの5ｘ7ドットプロポーショナルフォントを利用させていただいた。
　さて、MMCでGenerateし、プログラムを書き込んで、実行(run)してみるが・・、何故かSPIが動作していない。オシロで確認すると、クロックが出ていない！！。
　そこで、ネットで調べて見ると、「ENGピカ」さんのページに、その問題と解決策が紹介されていた。その内容は、

MCCで生成されたSPI1_Initialize()関数が初期化時にコールされますが、SPIが許可されないため、別途レジスタを操作してSPIをスタートする必要があります。そこで、system初期化後に以下を記述を追加：

　　　　SSP1CON1bits.SSPEN = 1;

　この問題は、MCCのMSSP1で、RegstersのSSP1CON1のSSPENをenableに変更し、Generateしても、SPI1_Initialize()関数の最後で「SSP1CON1bits.SSPEN = 0;」とされているので、MCC設定とうりには反映されない(MCCのバグ？、ここで変更しても良い）。

　ということで、上記の記述を追加すると、無事SPIが動作し、AQM1248AグラフィックLCDに文字などを表示することができた。
　今回、SPIの通信クロックとして、I2C(100kHz)よりも早い2MHzを使用したが、正常に通信することができた。
　なお、5V電源としても使用しているUSBによるパソコンとのターミナル通信はデバッグ(動作確認）用で、動作モニターとして使用しないのであればEUSARTの設定(およびputs）は不要。(EUSARTの設定はabc889を参照）

AQM1248Aにデモ表示中

AQM1248A画面の拡大

【参考とした・・】

*1)「逆引きPIC電子工作やりたいこと事典」（後閑哲也、技術評論社）

*2)「はじめてのPIC-2」さん

*3)「畑から」さん

【プログラム】 abc895-18325.c(zip)

※ライブラリにバグがあったのと、全関数をテストするためのプログラムに修正しました。(6/2)

/*******************************(abc895-18325)****** * Graphic LCD (AQM1248A) test ***************************************************/ #include "mcc_generated_files/mcc.h" #include "AQM1248A.h" char sBf[BFSIZE]; // 文字列作業エリア char rBuf[BFSIZE]; // シリアル受信バッファ uint8_t sFlg; // シリアル受信フラグ char gptn[] = { 0x01,0x03,0x07,0x0F, 0x1F,0x3F,0x7F,0xFF, 0xFE,0xFC,0xF8,0xF0, 0xE0,0xC0,0x80,0x00 }; /*----------------------------------- * Main application ------------------------------------*/ void main(void){ char ch; uint8_t xpos; SYSTEM_Initialize(); SSP1CON1bits.SSPEN = 1; //SPI1を有効に INTERRUPT_GlobalInterruptEnable(); INTERRUPT_PeripheralInterruptEnable(); gLCD_int(); gLCD_clr(0); puts("-- Hellow AQM1248A ! --\n") // 動作確認用 while (1){ gLCD_posyx(0,0); gLCD_str("-- Hellow AQM1248A ! --"); gLCD_chr(0x22); gLCD_posyx(8,0); for(ch = 0x23; ch < 0x3A; ch++){ gLCD_chr(ch); } gLCD_posyx(16,0); for(ch = 0x40; ch < 0x50; ch++){ gLCD_chr(ch); } gLCD_posyx(24,0); gLCD_str("PQRSTUVWXYZ"); gLCD_clrX(0xCA,24,100,20); xpos = 0; for(ch = 0x60; ch < 0x70; ch++){ xpos = gLCD_chrX(ch,32,xpos); } gLCD_strX("pqrstuvwxyz",40,0); xpos = gLCD_ptnX(gptn,40,100,16); xpos = gLCD_ptnX(gptn,40,xpos,16); } }

【AQM1248Aライブラリ】
　SPI通信でAQM1248Aにコマンドやデータを送信するには、SPI1_ExchangeByte()関数を用いた。
　送信手順は、AQM1248AのCSをLowにし、続いてRSをLowにしてコマンド送り、それからRSをHighに指定しデータを送る。送信終了後は、他のデバイスとぶつからないよう、CSをHighに戻しておく。
　データのブロック通信用としてSPI1_ExchangBlock()関数があるが、blockにパターンデータを指定したところ、何故か全て0xFFデータとして表示されたので、SPI1_ExchangeByte（）関数を繰り返し使用した(今後の課題）。なお、gLCD_clrX()関数は任意のエリアを消去(塗りつぶす）ことができる。

AQM1248A.c/h(zip)

/***********************************(AQM1248A.c)******** * RC3 gRS 0:コマンド 1:データ * RA2 gCS 0:有効 1:無効 * RC2 spiSDO * RC0 spiSCK idle時:Hi SCKの立下でデータ変更 **********************************************************/ #include "mcc_generated_files/mcc.h" #include "AQM1248A.h" //-------- G-LCDを初期化 ------------------------------------ void gLCD_int (void){ gCS_SetLow(); // チップセレクト有効 gRS_SetLow(); // コマンドデータ指定 SPI1_ExchangeByte(0xAE); // Display = OFF SPI1_ExchangeByte(0xA0); // ADC = normal SPI1_ExchangeByte(0xC8); // C.output = revers SPI1_ExchangeByte(0xA3); // bias = 1/7 //--内部レギュレータをＯＮ SPI1_ExchangeByte(0x2C); // power control 1 __delay_ms(2); // 2mS遅延 SPI1_ExchangeByte(0x2E); // power control 2 __delay_ms(2); // 2mS遅延 SPI1_ExchangeByte(0x2F); // power control 3 //--コントラスト設定 SPI1_ExchangeByte(0x23); // Vo ratio set SPI1_ExchangeByte(0x81); // E-volume mode SPI1_ExchangeByte(0x1C); // E-volume value //--表示設定 SPI1_ExchangeByte(0xA4); // 全点灯しない SPI1_ExchangeByte(0x40); // start line = 0 SPI1_ExchangeByte(0xA6); // 白黒反転しない SPI1_ExchangeByte(0xAF); // Display = ON gCS_SetHigh(); // チップセレクト無効 } //-------- G-LCDに一文字表示する ------------------------ void gLCD_chr (char dat){ char i,ptn; dat -= 0x20; //配列アドレスを計算 gCS_SetLow(); gRS_SetHigh(); for(i=0; i<5; i++) { ptn = Font[dat][i]; if(ptn == 0xFF) break; //幅狭文字なら抜ける SPI1_ExchangeByte(ptn); } SPI1_ExchangeByte(0); gCS_SetHigh(); } //-------- G-LCDのデータを全消去（指定データで埋める）--- void gLCD_clr (char dat){ uint8_t x,y; gCS_SetLow(); // チップセレクト有効 for(y = 0; y < 6; y++){ gRS_SetLow(); // コマンド指定 SPI1_ExchangeByte(0xB0 + y); SPI1_ExchangeByte(0x10); SPI1_ExchangeByte(0x00); gRS_SetHigh(); // 表示データ指定 for(x = 0; x < 128; x++){ SPI1_ExchangeByte(dat); } } gCS_SetHigh(); // チップセレクト無効 } //-------- カーソル位置指定 ----------------------------------- void gLCD_posyx(uint8_t ypos, uint8_t xpos){ gCS_SetLow(); // チップセレクト有効 gRS_SetLow(); // コマンド指定 // ページを指定 SPI1_ExchangeByte(0xB0 | (ypos >> 3)); // ページ内RAMアドレスを分割指定 SPI1_ExchangeByte(0x10 | (xpos >> 4)); SPI1_ExchangeByte(xpos & 0xF); gCS_SetHigh(); // チップセレクト無効 } //-------- 文字列出力 ------------------------------------------ void gLCD_str(char *str){ while(*str) //文字列終端まで継続 gLCD_chr(*str++); //文字出力 } //-------- 指定位置に文字表示（次xpos位置を返す） --------- uint8_t gLCD_chrX(char dat, uint8_t ypos, uint8_t xpos){ uint8_t i,ptn; dat -= 0x20; //配列アドレスを計算 gLCD_posyx( ypos, xpos); //表示位置を指定 gCS_SetLow(); // チップセレクト有効 gRS_SetHigh(); // 表示データ指定 for(i = 0; i < 5; i++) { //データを順に取得 ptn = Font[dat][i]; if(ptn == 0xFF) break; //幅狭文字なら抜ける SPI1_ExchangeByte(ptn); } SPI1_ExchangeByte(0); //文字間隔を空ける gCS_SetHigh(); // チップセレクト無効 return i + 1 + xpos; //次表示位置を返す } //-------- 指定位置から文字列表示（次xpos位置を返す）----- uint8_t gLCD_strX(char *str, uint8_t ypos, uint8_t xpos){ while(*str) //文字列終端まで継続 xpos = gLCD_chrX(*str++, ypos, xpos); return xpos; //次表示位置を返す } //-------- 指定位置からパターンを表示（次xpos位置を返す）---- uint8_t gLCD_ptnX(char *ptn, uint8_t ypos, uint8_t xpos, uint8_t n){ uint8_t i; gLCD_posyx(ypos, xpos); // 表示位置を指定 gCS_SetLow(); // チップセレクト有効 gRS_SetHigh(); // 表示データ指定 for(i=0; i < n;i++){ SPI1_ExchangeByte(ptn[i]); } // SPI1_ExchangeBlock(ptn, n); // ブロックデータ送信 gCS_SetHigh(); // チップセレクト無効 return xpos + n; // 次表示位置を返す } //------- 指定位置からnバイトを指定データで埋める（次xpos位置返す）---- uint8_t gLCD_clrX(char dat, uint8_t ypos, uint8_t xpos,uint8_t n){ uint8_t i; gLCD_posyx(ypos,xpos); // 表示位置を指定 gCS_SetLow(); // チップセレクト有効 gRS_SetHigh(); // 表示データ指定 for(i = 0; i < n; i++) { SPI1_ExchangeByte(dat); } gCS_SetHigh(); // チップセレクト無効 return xpos + n; // 次開始位置を返す }

/******************************(AQN1248A.h)*************** * Grafic LCD AQM1248A.h 用ライブラリ * (5x7dotのプロポーショナル文字パターン付き） **********************************************************/ /* G_LCDを初期化する * gLCD_int(void); */ void gLCD_int(void); /* G_LCDのRAMの書込みアドレスを指定する * gLCD_posyx(ypos,xpos); * 表示文字位置(ypos,xpos) */ void gLCD_posyx(uint8_t, uint8_t ); /* G_LCDにchコードの文字パターンを表示 * gLCD_chr(ch); * 表示文字コード(ch) */ void gLCD_chr(char ); /* 文字列strをG_LCDに表示する * gLCD_str(*str); * 表示文字列(*str) */ void gLCD_str(char *); /* G_LCDのRAMを全消去（指定データで埋める） * gLCD_clr(dat); * 埋めたい1バイトデータ(dat) */ void gLCD_clr(char ); /*==== 次xpos位置を返す関数 ======*/ /* G_LCDにchrコードの文字パターンを表示 * gLCD_chrX(ch, ypos, xpos); * 表示文字(ch)、表示位置(ypos,xpos) */ uint8_t gLCD_chrX(char , uint8_t , uint8_t ); /* 文字列strをG_LCDに表示する * gLCD_strX(*str, ypos, xpos); * 表示文字列(str)、表示位置(ypos,xpos) */ uint8_t gLCD_strX(char *, uint8_t , uint8_t ); /* ビットパターンをG_LCDに表示する * gLCD_ptnX(*ptn, ypos, xpos); * パターン(ptn)、表示位置（ypos, xpos)、転送数(n) */ uint8_t gLCD_ptnX(char *, uint8_t , uint8_t , uint8_t ); /* 指定したdatで指定数nだけ表示 * gLCD_clrX(dat, ypos, xpos, n); * データ(dat)、表示位置（ypos, xpos)、転送数(n) */ uint8_t gLCD_clrX(char , uint8_t , uint8_t , uint8_t ); /********************************************************* * キャラクタデータ　(ASCII 0x20-0x7F) * 5dotない幅の狭いフォント（！など）は0xFFで終端 **********************************************************/ const char Font[96][5]={ {0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00}, // 0x20, Space {0x5F,0xFF }, // 0x21, ! x {0x00,0x07,0x00,0x07,0x00}, // 0x22, " x {0x14,0x7F,0x14,0x7F,0x14}, // 0x23, # {0x24,0x2A,0x7F,0x2A,0x12}, // 0x24, $ {0x27,0x15,0x6B,0x54,0x72}, // 0x25, % {0x36,0x49,0x56,0x20,0x50}, // 0x26, & {0x0B,0x07,0x00,0xFF }, // 0x27, ' x {0x1C,0x22,0x41,0xFF }, // 0x28, ( x {0x41,0x22,0x1C,0xFF }, // 0x29, ) x {0x2A,0x1C,0x7F,0x1C,0x2A}, // 0x2a, * {0x08,0x08,0x3E,0x08,0x08}, // 0x2b, + x {0x58,0x38,0xFF }, // 0x2c, , x {0x08,0x08,0x08,0x08,0x08}, // 0x2d, - {0x60,0x60,0xFF }, // 0x2e, . x {0x20,0x10,0x08,0x04,0x02}, // 0x2f, / {0x3E,0x51,0x49,0x45,0x3E}, // 0x30, 0 {0x42,0x7F,0x40,0xFF }, // 0x31, 1 x {0x72,0x49,0x49,0x49,0x46}, // 0x32, 2 {0x22,0x41,0x49,0x49,0x36}, // 0x33, 3 {0x18,0x14,0x12,0x7F,0x10}, // 0x34, 4 {0x27,0x45,0x45,0x45,0x39}, // 0x35, 5 {0x3C,0x4A,0x49,0x49,0x30}, // 0x36, 6 {0x01,0x71,0x09,0x05,0x03}, // 0x37, 7 {0x36,0x49,0x49,0x49,0x36}, // 0x38, 8 {0x06,0x49,0x49,0x29,0x1E}, // 0x39, 9 {0x36,0x36,0xFF,0x00 }, // 0x3a, : x {0x5B,0x3B,0xFF,0x00 }, // 0x3b, ; x {0x08,0x14,0x22,0x41,0xFF}, // 0x3c, < x {0x14,0x14,0x14,0x14,0x14}, // 0x3d, = {0x41,0x22,0x14,0x08,0xFF}, // 0x3e, > x {0x02,0x01,0x51,0x09,0x06}, // 0x3f, ? {0x32,0x49,0x79,0x41,0x3E}, // 0x40, @ {0x7C,0x12,0x11,0x12,0x7C}, // 0x41, A {0x41,0x7F,0x49,0x49,0x36}, // 0x42, B {0x3E,0x41,0x41,0x41,0x22}, // 0x43, C {0x41,0x7F,0x41,0x41,0x3E}, // 0x44, D {0x7F,0x49,0x49,0x41,0x41}, // 0x45, E {0x7F,0x09,0x09,0x01,0x01}, // 0x46, F {0x3E,0x41,0x49,0x49,0x3A}, // 0x37, G {0x7F,0x08,0x08,0x08,0x7F}, // 0x48, H {0x41,0x7F,0x41,0xFF }, // 0x49, I {0x20,0x40,0x41,0x3F,0x01}, // 0x4a, J {0x7F,0x08,0x14,0x22,0x41}, // 0x4b, K {0x7F,0x40,0x40,0x40,0x40}, // 0x4c, L {0x7F,0x02,0x0C,0x02,0x7F}, // 0x4d, M {0x7F,0x02,0x04,0x08,0x7F}, // 0x4e, N {0x3E,0x41,0x41,0x41,0x3E}, // 0x4f, O {0x7F,0x09,0x09,0x09,0x06}, // 0x50, P {0x3E,0x41,0x51,0x21,0x5E}, // 0x51, Q {0x7F,0x09,0x19,0x29,0x46}, // 0x52, R {0x26,0x49,0x49,0x49,0x32}, // 0x53, S {0x01,0x01,0x7F,0x01,0x01}, // 0x54, T {0x3F,0x40,0x40,0x40,0x3F}, // 0x55, U {0x07,0x18,0x60,0x18,0x07}, // 0x56, V {0x7F,0x20,0x18,0x20,0x7F}, // 0x57, W {0x63,0x14,0x08,0x14,0x63}, // 0x58, X {0x03,0x04,0x78,0x04,0x03}, // 0x59, Y {0x61,0x51,0x49,0x45,0x43}, // 0x5a, Z {0x00,0x7F,0x41,0x41,0xFF}, // 0x5b, [ x {0x02,0x04,0x08,0x10,0x20}, // 0x5c, {0x41,0x41,0x7F,0x00,0xFF}, // 0x5d, ] x {0x04,0x02,0x01,0x02,0x04}, // 0x5e, ^ {0x40,0x40,0x40,0x40,0x40}, // 0x5f, _ {0x00,0x03,0x04,0xFF,0xFF}, // 0x60, ` x {0x20,0x54,0x54,0x54,0x38}, // 0x61, a {0x7F,0x28,0x44,0x44,0x38}, // 0x62, b {0x38,0x44,0x44,0x44,0xFF}, // 0x63, c x {0x38,0x44,0x44,0x28,0x7F}, // 0x64, d {0x38,0x54,0x54,0x54,0x18}, // 0x65, e {0x08,0x7F,0x09,0x09,0x02}, // 0x66, f // {0x08,0x54,0x54,0x54,0x3C}, // 0x67, g {0x18,0xA4,0xA4,0x9C,0x78}, // 0x67, g {0x7F,0x08,0x04,0x04,0x78}, // 0x68, h {0x44,0x7D,0x40,0xFF }, // 0x69, i x {0x20,0x40,0x44,0x3D,0xFF}, // 0x6a, j x {0x7F,0x10,0x28,0x44,0xFF}, // 0x6b, k x {0x41,0x7F,0x40,0xFF }, // 0x6c, l x {0x7C,0x04,0x78,0x04,0x78}, // 0x6d, m {0x7C,0x08,0x04,0x04,0x78}, // 0x6e, n {0x38,0x44,0x44,0x44,0x38}, // 0x6f, o // {0x7C,0x14,0x14,0x14,0x08}, // 0x70, p {0xFC,0x18,0x24,0x24,0x18}, // 0x70, p // {0x08,0x14,0x14,0x14,0x7C}, // 0x71, q {0x18,0x24,0x24,0x18,0xFC}, // 0x71, q {0x7C,0x08,0x04,0x04,0x08}, // 0x72, r {0x48,0x54,0x54,0x54,0x24}, // 0x73, s {0x04,0x3F,0x44,0x44,0xFF}, // 0x74, t x {0x3C,0x40,0x40,0x20,0x7C}, // 0x75, u {0x1C,0x20,0x40,0x20,0x1C}, // 0x76, v {0x3C,0x40,0x30,0x40,0x3C}, // 0x77, w {0x44,0x28,0x10,0x28,0x44}, // 0x78, x {0x0C,0x90,0x90,0x90,0x7C}, // 0x79, y {0x24,0x64,0x54,0x4C,0x24}, // 0x7a, z {0x08,0x36,0x41 ,0xFF}, // 0x7b, x {0x00,0x7F,0x00 ,0xFF}, // 0x7c, | x {0x41,0x36,0x08 ,0xFF}, // 0x7d, } x {0x02,0x01,0x02,0x04,0x02}, // 0x7e, ~ x {0x7F,0x7F,0x7F,0x7F,0x7F}, // 0x7f, DELx };

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コンプレッサーの選び方 PICミニBB(5)_SPI接続グラフィックLCDユニット

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