Ｐ　PICミニBBシリーズ(6)　　〜グラフィックLCD（VRam利用)

ｂｙ　ｆｊｋ

　前報（abc895)ではバイト単位位置にしか文字を表示できなかったが、ドット単位位置で表示できるようにすることにした。ところが、LCDにはバイト単位毎にしか書き込めず、ドットをずらしてデータを書き込むと、以前に書かれたデータを消してしまう。本来はLCD画像データを一度読み込んで、書き込みたいデータと組み合わせて、再度書き込めば良いのだが、AQM1248Aの画像メモリは読み出せない。
　そこで、PICのメモリ上に画像メモリと同じ容量のvRamエリアを準備し、vRam上でデータを作成後、LCDに書き込むことにした。なお、vRamに必要なメモリは以下のように768バイトとなる。
　　　( 48 dot÷ 8 bit ) ×128 dot ＝768 byte
　RAM＝1KbyteのPIC16F18325でも良さそうだが、念のためRAM＝2KbyteのIC16F18326を使った。また、LCDはバックライト付きに変更した。その他のハード・MCCの設定はabc895と同じ。
　「バックライト付きグラフィックLCD（秋月#110048、500円）」は「ピッチ変換基板（秋月#107006、450円）」と組み合わせ、バックライト用の端子に100Ω(1/6W)の抵抗を介して、3.3Vを供給した

準備したパーツ （ライト端子は2mm高に切断）

LCDの配線 (Gnd、抵抗はVccに接続）

　新ライブラリは、前報（abc895)のAQM1248Aライブラリをベースとしたが、vRamにアクセスするための座標データが必要なので、gLCD_chr()とgLCD_str（）関数は削除した。代わりにgLCD_chrX()、gLCD_strX()関数を使う必要がある。新しいライブラリ名はAQM1248A_m。
　また、関数の引数の並び順を、xpos、ypos、data、・・に変更し、位置指定関数名もgLCD_posXY()とした。(詳細はAQM1248A_m.hファイル参照）
　上記の関数は、LCDのバイト単位位置で描画(上書き）するが、さらに、ドット単位位置で描画する以下の関数を追加した。新たに追加した関数は、点の消去(col=0)、点の描画(col=1)、点反転(col=8)をcolで指定することができる。

//-------ドット単位位置で点を描く----------------------

void gLCD_PSet(uint8_t xpos, uint8_t ypos, uint8_t col)

//-------ドット単位位置で文字を描く（次xpos位置を返す）-------

uint8_t gLCD_PutChr(uint8_t xpos, uint8_t ypos, char ch, uint8_t col)

//-------ドット単位位置で文字列を描く（次xpos位置を返す）---

uint8_t gLCD_PutStr(uint8_t xpos, uint8_t ypos, char * str, uint8_t col)

//-------ドット単位位置でパターンを描く（次xpos位置を返す）---

uint8_t gLCD_PutPtn(uint8_t xpos, uint8_t ypos, char * ptn, uint8_t n, uint8_t col)

//-------ドット単位位置で直線を描く-------------------

void gLCD_Line(uint8_t x0, uint8_t y0, int8_t x1, uint8_t y1, uint8_t col)

【デモ・テスト】 　使用メモリ（ ROM：3,490 byte、RAM：982 byte ）
・ 水平ラインから上はバイト単位位置で描画、水平ラインから下はドット単位位置で描画している。
・ クロスのラインは2秒ごとにcol=8（点反転、XOR)で描画し、表示／非表示を繰り返す。
・ サイン曲線の描画は、近似データの配列変数をパターンで、およびXY指定ドットでプロットした。
・ 16x16ドットの漢字表示も試した。漢字パターンデータの作成には、上記 fontviewer24.xlsx を利用した。
・ 画面消去をgLCD_clr(0xFF)に変更すると全画面が黒となり、col=0として白文字のテストができる

デモ・テスト実行中 (abc895をバックライト付きLCDに交換）

LCD表示拡大 （クロスライン表示中）

【プログラム】 abc896-18326.c(zip)　EUSARTについてはabc889を参照

/*******************************(abc896-18326)****** * Graphic LCD (AQM1248A_m) test ***************************************************/ #include "mcc_generated_files/mcc.h" #include "AQM1248A_m.h" // #define BFSIZE 20 // eusart.hで宣言 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 msg1[] = "-- AQM1248A_m --\n\r"; char gptn[] = { 0x01,0x02,0x04,0x10, 0x20,0x40,0x80,0x80, 0x80,0x40,0x20,0x10, 0x08,0x04,0x02,0x01 }; uint8_t sinP[] = {4,6,7,8,7,6,4,2,1,0,1,2, 4,6,7,8,7,6,4,2,1,0,1,2,4}; // Sin Wave const char k[4][16]={ {0x00,0x10,0x60,0x01,0x06,0x04,0xE4,0x24, 0x2F,0x24,0xE4,0x24,0x2F,0x24,0xE4,0x04}, {0x00,0xC0,0x30,0x0C,0x03,0x90,0x95,0x55, 0x55,0x35,0x1F,0x35,0x55,0x55,0x91,0x90}, // 漢 {0x00,0x1C,0x04,0x04,0x24,0x24,0x24,0x24, 0xA7,0xA4,0x64,0x24,0x04,0x04,0x1C,0x00}, {0x00,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x82, 0xFF,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02} // 字 }; uint8_t gLCD_k16X(uint8_t xpos, uint8_t ypos, uint16_t kj){ uint16_t kk; kk = kj * 2; gLCD_ptnX(xpos, ypos, (char *)k[kk],16); kk = kk+1; xpos=gLCD_ptnX(xpos, ypos+8, (char *)k[kk],16); return xpos; } uint8_t Put_K16(uint8_t xpos, uint8_t ypos, uint16_t kj, uint8_t col){ gLCD_PutPtn(xpos, ypos, (char *)k[kj*2], 16,col); xpos = gLCD_PutPtn(xpos, ypos+8, (char *)k[kj*2+1],16,col); return xpos; } /*---------------------------------------- * Main application -----------------------------------------*/ void main(void){ char ch, i; uint8_t xpos, ypos, col; uint16_t kj; SYSTEM_Initialize(); SSP1CON1bits.SSPEN = 1; //SPI1を有効に INTERRUPT_GlobalInterruptEnable(); INTERRUPT_PeripheralInterruptEnable(); gLCD_int(); gLCD_clr(0); // 黒ベタは0xFF col = 1; // col=0/1/8 puts(msg1); // 動作確認用 // --- バイト単位位置で描画 gLCD_strX(0,0,msg1); xpos = 0; for(i = 0; i < 3; i++){ xpos = gLCD_ptnX(xpos,8,gptn,16); } xpos = 90; for(kj = 0; kj < 2; kj++){ xpos = gLCD_k16X(xpos,0,kj); } // --- ドット単位位置で描画 gLCD_Line(0,20,127,20,col); xpos = 5; for(ch = 0x31; ch < 0x3A; ch++){ xpos = gLCD_PutChr(xpos,23,ch,col); } gLCD_PutPtn(67,25,gptn,16,col); gLCD_PutStr(3,35,"Sin Wave",col); for(xpos = 0; xpos < 25; xpos++){ ypos = sinP[xpos]; gLCD_PSet(xpos+55, ypos+36,col); } xpos = 91; ypos = 27; for(kj = 0; kj < 2; kj++){ xpos = Put_K16(xpos,ypos,kj,col); } while (1){ // Cross Line Draw gLCD_Line(0, 0,127,47,8); gLCD_Line(0,47,127, 0,8); __delay_ms(2000); } }

【AQM1248A_mライブラリ】
　abc895で紹介したAQM1248Aライブラリーから、引数の位置や変数名を変更しているので注意！！

AQM1248A_m.c/h(zip)

/***********************************(AQM1248A_m.c)****** * AQM1248A グラフィックライブラリ（vRam付き） **********************************************************/ #include "mcc_generated_files/mcc.h" #include "AQM1248A_m.h" static uint8_t vRam[6][128]; // LCD表示バッファーメモリ //-------- 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 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 SPI1_ExchangeByte(0x23); // Vo ratio set SPI1_ExchangeByte(0x81); // E-volume mode SPI1_ExchangeByte(0x1C); // E-volume value 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++){ vRam[y][x] = dat; // vRamクリア SPI1_ExchangeByte(vRam[y][x]); } } gCS_SetHigh(); // チップセレクト無効 } //-------- カーソル位置指定 ----------------------------------- void gLCD_posXY(uint8_t xpos, uint8_t ypos){ gCS_SetLow(); // チップセレクト有効 gRS_SetLow(); // コマンド指定 SPI1_ExchangeByte(0xB0 | (ypos >> 3)); SPI1_ExchangeByte(0x10 | (xpos >> 4)); SPI1_ExchangeByte(xpos & 0x0F); gCS_SetHigh(); // チップセレクト無効 } //-------- バイト単位で文字表示（次xpos位置を返す） --------- uint8_t gLCD_chrX(uint8_t xpos, uint8_t ypos, char chr){ uint8_t i, yAdr, ptn; //有効フォントデータでないなら何もしない if((ch < 0x20)||(ch > 0x7f)) return xpos; chr -= 0x20; //配列アドレスを計算 gLCD_posXY(xpos, ypos); //表示位置を指定 yAdr = ypos >> 3; 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[chr][i]; if(ptn == 0xFF) break; //幅狭文字なら抜ける vRam[yAdr][xpos] = ptn; SPI1_ExchangeByte(vRam[yAdr][xpos++]); } vRam[yAdr][xpos] = 0; SPI1_ExchangeByte(vRam[yAdr][xpos++]); //文字間隔を空ける gCS_SetHigh(); // チップセレクト無効 return xpos; //次表示位置を返す } //-------- バイト単位で文字列表示（次xpos位置を返す）----- uint8_t gLCD_strX(uint8_t xpos, uint8_t ypos, char *str){ while(*str) xpos = gLCD_chrX(xpos, ypos, *str++); return xpos; //次表示位置を返す } //-------- バイト単位でパターンを表示（次xpos位置を返す）- uint8_t gLCD_ptnX(uint8_t xpos, uint8_t ypos, char *ptn, uint8_t n){ uint8_t i, yAdr; gLCD_posXY(xpos, ypos); // 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 yAdr = ypos >> 3; for(i = 0; i < n; i++){ vRam[yAdr][xpos + i] = *ptn++ ; SPI1_ExchangeByte(vRam[yAdr][xpos + i]); } gCS_SetHigh(); // チップセレクト無効 return xpos + n; // 次表示位置を返す } //---- バイト単位でn個の指定データで埋める（次xpos位置を返す） uint8_t gLCD_clrX(uint8_t xpos, uint8_t ypos, char dat, uint8_t n){ uint8_t i, yAdr; gLCD_posXY(xpos,ypos); // 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 yAdr = ypos >> 3; for(i = 0; i < n; i++) { vRam[yAdr][xpos] = dat; SPI1_ExchangeByte(vRam[yAdr][xpos]); } gCS_SetHigh(); // チップセレクト無効 return xpos+n; // 次開始位置を返す } /*============================== * ドット単位位置で描画 *==============================*/ //----------ドット単位で点を描く---------------------- void gLCD_PSet(uint8_t xpos, uint8_t ypos, uint8_t col){ uint8_t yAdr, yBit; // yアドレス、ビット位置 uint8_t ptn = 0x01; // ビットパターン if((xpos > 127) || (ypos > 47)) return; yAdr = ypos >> 3; yBit = ypos & 0x07; ptn <<= yBit; switch(col){ case 0: vRam[yAdr][xpos] &= (~ptn); break; case 1: vRam[yAdr][xpos] |= ptn; break; case 8: vRam[yAdr][xpos] ^= ptn; break; } gLCD_posXY(xpos,ypos); gCS_SetLow(); // チップセレクト有効 gRS_SetHigh(); // 表示データ指定 SPI1_ExchangeByte(vRam[yAdr][xpos]); gCS_SetHigh(); // チップセレクト無効 } //-------ドット単位で文字を描く（次xpos位置を返す）------- uint8_t gLCD_PutChr(uint8_t xpos, uint8_t ypos, char ch, uint8_t col){ uint8_t i, j, ptn, msk; //有効フォントデータでないなら何もしない if((ch < 0x20)||(ch > 0x7f)) return xpos; ch -= 0x20; //配列アドレスを計算 for(i = 0; i < 5; i++){ msk = 0x01; //ビットマスクデータ ptn = (uint8_t)Font[ch][i]; if(ptn == 0xFF) break; //幅狭文字なら抜ける for(j = 0; j < 8; j++){ if(ptn & msk) gLCD_PSet(xpos + i,ypos + j,col); msk <<= 1; } } return xpos + i + 1; } //-------ドット単位で文字列を描く（次xpos位置を返す）--- uint8_t gLCD_PutStr(uint8_t xpos, uint8_t ypos, char * str, uint8_t col){ while(*str) //文字列終端まで継続 xpos = gLCD_PutChr(xpos,ypos,*str++,col); return xpos; //次表示位置を返す } //-------ドット単位でパターンを描く（次xpos位置を返す）------- uint8_t gLCD_PutPtn(uint8_t xpos, uint8_t ypos, char *ptn, uint8_t n, uint8_t col){ uint8_t i, j, msk; for(i = 0; i < n; i++){ msk = 0x01; //ビットマスクデータ for(j = 0; j < 8; j++){ if(*ptn & msk) gLCD_PSet(xpos+i,ypos+j,col); msk <<= 1; } ptn++; } return xpos + i; } // --- ABS、SWAP関数定義 #define ABS(a) (((a)>0) ? (a) : -(a)) //#define SWAP(type,a,b) ({type tmp = (a); (a) = (b); (b) = tmp;}) void swap_u8(uint8_t *a, uint8_t *b){ uint8_t tmp; tmp = *a; *a = *b; *b = tmp; } //----------ドット単位で直線を描く------------------- void gLCD_Line(uint8_t x0, uint8_t y0, uint8_t x1, uint8_t y1, uint8_t col){ uint8_t steep, x, y, tmp; int ystep, deltax, deltay, error; steep = (ABS(y1 - y0) > ABS(x1 - x0)); if(steep){ swap_u8(&x0,&y0); swap_u8(&x1,&y1); } if(x0 > x1){ swap_u8(&x0,&x1); swap_u8(&y0,&y1); } deltax = x1 - x0; // 傾き計算 deltay = abs(y1 - y0); error = 0; y = y0; if(y0 < y1) ystep = 1; else ystep = -1; for(x = x0; x < x1 + 1; x++){ if(steep) gLCD_PSet(y,x,col); else gLCD_PSet(x,y,col); error += deltay; if((error << 1) >= deltax){ y += ystep; error -= deltax; } } }

/******************************(AQM1248A_m.h)************ * Grafic LCD AQM1248A_m.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(xpos,ypos); * 表示文字位置(xpos,ypos) */ void gLCD_posXY(uint8_t, uint8_t ); /*--- 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 ); /*--- G_LCDにchrコードの文字パターンを表示 * gLCD_chrX(xpos, ypos, ch); * 表示位置(ypos,xpos)、表示文字(ch) */ uint8_t gLCD_chrX(uint8_t , uint8_t , char); /*--- 文字列strをG_LCDに表示する * gLCD_strX(xpos, ypos, *str); * 表示位置(xpos,ypos)、表示文字列(str) */ uint8_t gLCD_strX(uint8_t , uint8_t , char *); /*--- ビットパターンをG_LCDに表示する * gLCD_ptnX(xpos, ypos, *ptn, n); * 表示位置（xpos, ypos)、パターン(*ptn)・・バイト単位 * 転送数(n) */ uint8_t gLCD_ptnX(uint8_t , uint8_t , char *, uint8_t ); /*--- 指定したdatで指定数nだけ表示 * gLCD_clrX(xpos, ypos, dat, n); * 表示位置（xpos, ypos)、データ(dat)・・1バイト * 転送数(n) */ uint8_t gLCD_clrX(char , uint8_t , uint8_t , uint8_t ); /*--- ドット単位で点を描く * gLCD_PSet(xpos, ypos, col); * 表示位置（xpos, ypos)、表示色（col、0:白/1:黒/8:反転）*/ void gLCD_PSet(uint8_t , uint8_t , uint8_t ); /*--- ドット単位で文字を描く（次xpos位置を返す） * gLCD_PutChr(xpos, ypos, ch, col); * 表示位置（xpos, ypos)、表示文字コード(ch) * 表示色（col、0:白/1:黒/8:反転）*/ uint8_t gLCD_PutChr(uint8_t , uint8_t, char, uint8_t ); /*--- ドット単位で文字列を描く（次xpos位置を返す） * gLCD_PutChr(xpos, ypos, *str, col); * 表示位置（xpos, ypos)、表示文字列(*str) * 表示色（col、0:白/1:黒/8:反転）*/ uint8_t gLCD_PutStr(uint8_t , uint8_t, char *, uint8_t ); /*-------ドット単位でパターンを描く（次xpos位置を返す） * gLCD_PutPtn(xpos, ypos, *ptn, n, col); * 表示位置（xpos, ypos)、表示パターン(*ptn)・・バイト単位 * 転送数(n)、表示色（col、0:白/1:黒/8:反転）*/ uint8_t gLCD_PutStr(uint8_t, uint8_t, char *, uint8_t , uint8_t ); /*----------ドット単位で直線を描く * gLCD_Line(x0, y0, x1, y1, col); * 開始位置(x0,y0)、終了位置(x1,y1)、 * 表示色（col、0:白/1:黒/8:反転）*/ void gLCD_Line(uint8_t , uint8_t ,uint8_t , uint8_t , uint8_t); /********************************************************* * キャラクタデータ　(ASCII 0x20-0x7F) ********************************************************** 　[フォントデータの記載は省略（詳細はabc895参照）]

【おまけ】

変数データを入れ替える必要が有り、swap()関数を作った。しかし、type毎にswap関数が必要となる。

void swap_u8(uint8_t *a, uint8_t *b){

　　uint8_t tmp; tmp = *a; *a = *b; *b = tmp;

}

//　使用例： swap_u8(&a, &b);
　

そこで、SWAP()をマクロで記述できないか調べてみた。このマクロはどんなデータ(タイプ）でも使用できるが、typeをいちいち指定しなければならず、どちらが良いか・・。（c90では使用できない）

#define SWAP(type,a,b) ({type tmp = (a); (a) = (b); (b) = tmp;})

// 使用例： SWAP(uint8_t, a, b)

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※ 本レポートの参考・利用は、あくまでも自己責任でお願いします。

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フォントとは PICミニBB(6)_グラフィックLCD（VRam利用)

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