前回 の続きです。今回は７セグで数字を表示します。

目次

• 第0回 環境構築
• 第1回 Lチカ
• 第2回 7セグメントLED　←ここ
• 第3回 ダイナミック点灯
• 第4回 タイマ割り込み
• 第5回 サーミスタとAD変換
• 第6回 UART
• 第7回 I2C

10. 7セグメントLEDとは

まず、今回扱う７セグメントLEDについて説明します。

７セグメントLEDとは上の画像のようなLEDを使った表示器のことをいいます。７個のLEDを使い一桁の数字を表すことから、その名前がつきました。

下の図のように、それぞれの辺ごとにLEDが配置されています。例えば、「7」と表示したければ、AとBとCのLEDを点灯すれば良いわけです。

７セグでは、それぞれの桁で、LEDのカソード側（-側）もしくはアノード(+側)がくっついています。カソード側がくっついたものをカソードコモン、アノード側がくっついたものをアノードコモンといいます。今回はカソードコモンを使います。

7セグの回路図です。今回は、DIG1とGNDの接続をPB0の出力で決めます。PB0をHIGHにすると繋がるような回路にします。以下が７セグを制御するための回路図です。¹

11. プログラム

前回 と10.の内容を参考にして、 0~9までを1秒ごとに繰り返しカウントアップするプログラム を書いてみましょう。

11.1. ヒント

• 今回はPORTDはPD0～PD7まで8ピン、PORTBのPB0を使います。そのため、レジスタの値を以下のように設定します。

• ７セグのLEDのON/OFFは全てPORTDのピンで制御できます。そのため、レジスタPORTDの値を決めることによって文字を表示できることになります。 例えば、「7」を表示したければ、PD0,PD1,PD2をHIGHにすればよいのでPORTDの0,1,2桁目のビットを1にします。 つまり、PORTD=0x07とすれば良いことが分かります。

• 0~9の数字に対応するPORTDの値を配列にしておけば、少ないコード量で処理を書けます。

11.2. プログラム例

#include<avr/io.h>
#include<util/delay.h>


void display(int);

int main(void){
	DDRD=0xFF;
	PORTD=0b00000000;
	DDRB=0x01;
	PORTB=0x01;
	int d=0;
	while(1){
		display(d);
		_delay_ms(1000);
		d=(d+1)%10;
	}
	return 0;
}

void display(int d){
	/*ピンの接続:
	 * PORTD:
	 * 	0 -> A		
	 * 	1 -> B		    A
	 * 	2 -> C		  +---+
	 * 	3 -> D		F | G |B
	 * 	4 -> E		  +---|
	 * 	5 -> F		E |   |C
	 * 	6 -> G		  +---+ .
	 * 	7 -> DP		    D   DP
	 * */
	const unsigned char digit[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};
	if(0<=d && d<=9){
		PORTD=digit[d];
	}
}

11.3. プログラムの解説

• 8,9行目:PORTDはPD0からPD7まで全て出力モードとして使いたいため、DDRDを0xFFとします。(ヒント参照)
• 10,11行目:PORTCはPB0だけを出力モードとして使いたいのでDDRDの0桁目のビットだけを1にします。また、PB0をONにしたいのでPORTDの0桁目のビットだけを1にします。
• 12行目:ここでは変数dを7セグで表示します。
• 13~17行目:「dの値を7セグで表示して一秒待つ」という処理を何回も繰り返します。
• 16行目:dは0,1,2,…,9,0,1,…と変化します。やっていることはdに１足して10で割ったあまりをdに入れています。
• 21~37行目:今回のプログラムの一番重要な部分です。dの値に合わせてLEDのON/OFFを変更する関数です。(ヒント参照)
  • digitには、digit[0]をPORTDに入れると「0」が、digit[1]をPORTDに入れると「1」が、digit[2]を入れると「2」が…と添え字(0~9)を表示するようにしています。

今回はこれで終了です。 次回 は4桁全てを点灯させてみます。