PIC マイクロコントローラーを使用して 1 桁の 7 セグメント LED を制御することは、デジタル ディスプレイ、組み込みシステム、オートメーションなどのさまざまな分野で応用できる興味深い実用的なプロジェクトです。 1 桁 7 セグメント LED のサプライヤーとして、私はこの制御メカニズムに含まれるコンポーネントとプロセスに精通しています。このブログでは、PIC マイコンを使用して 1 桁の 7 セグメント LED を制御する手順を説明します。
1 桁 7 セグメント LED について
1 桁の 7 セグメント LED は、小数点を伴う数字の 8 の形に配置された 7 つの個別の LED セグメントで構成されます。これらのセグメントは通常、a、b、c、d、e、f、g とラベル付けされます。これらのセグメントをさまざまに組み合わせて点灯することにより、0 から 9 までのさまざまな数字と一部の文字を表示できます。
7 セグメント LED は、共通アノードまたは共通カソードのいずれかになります。共通アノード構成では、個々の LED のすべてのアノードが一緒に接続され、正の電圧源に接続されます。セグメントを点灯するには、対応するカソード ピンを Low に引き下げる必要があります。逆に、共通カソード構成では、すべてのカソードが一緒に接続されて接地され、セグメントを点灯するには、対応するアノード ピンを High に引き上げる必要があります。
適切な PIC マイクロコントローラーの選択
1 桁の 7 セグメント LED を制御する場合、使用できる PIC マイクロコントローラーがいくつかあります。一般的な選択肢には、PIC16F84A、PIC16F628A、および PIC18F452 などがあります。これらのマイクロコントローラーは、コスト、パフォーマンス、使いやすさのバランスが取れています。
このプロジェクトでは、PIC16F84A を使用していると仮定します。 1 桁の 7 セグメント LED を制御するには十分な 13 個の I/O ピンがあります。マイクロコントローラーは、プロジェクトの要件に応じて調整できるクロック周波数で動作します。
回路設計
7 セグメント LED を制御するための最初のステップは、回路を設計することです。以下は、PIC16F84A を使用してコモンカソード 1 桁 7 セグメント LED を制御するための基本的な回路図です。
- 電源: PIC16F84A の VDD ピンを電源のプラス端子 (通常は 5V) に接続し、VSS ピンをグランドに接続します。
- 7 - セグメント LED の接続: 7セグメントLEDの7セグメントピン(a、b、c、d、e、f、g)をPICマイコンの出力ピンに接続します。たとえば、セグメント a をピン RA0 に接続し、セグメント b をピン RA1 に接続する、というように接続できます。コモンカソード LED を使用している場合は、過電流と LED への損傷を防ぐために、各セグメントと直列に電流制限抵抗を追加する必要がある場合があります。これらの抵抗の一般的な値は約 330 オームです。
- プルアップ抵抗器: 安定した動作を確保するために、必要に応じてマイコンの入力ピンにプルアップ抵抗を追加します。
PIC マイクロコントローラーのプログラミング
回路の設計と組み立てが完了したら、次のステップは PIC マイクロコントローラーをプログラムすることです。コードの作成とコンパイルには、MPLAB IDE (統合開発環境) と MPASM アセンブラを使用します。
以下は、PIC16F84A を使用してコモンカソード 1 桁 7 セグメント LED に 0 から 9 までの数字を表示するための簡単なアセンブリ コードの例です。
LIST P=16F84A #INCLUDE <P16F84A.INC> ORG 0 MOVLW 0x07 ; PORTA を出力 MOVWF TRISA MOVLW 0x00 として構成します。 PORTA を 0 に初期化します MOVWF PORTA MAIN_LOOP: ;表示桁0 MOVLW 0x3F MOVWF PORTA CALL DELAY ;表示桁 1 MOVLW 0x06 MOVWF PORTA CALL DELAY ;表示桁 2 MOVLW 0x5B MOVWF PORTA CALL DELAY ;表示桁 3 MOVLW 0x4F MOVWF PORTA CALL DELAY ;表示桁 4 MOVLW 0x66 MOVWF PORTA CALL DELAY ;表示桁 5 MOVLW 0x6D MOVWF PORTA CALL DELAY ;表示桁 6 MOVLW 0x7D MOVWF PORTA CALL DELAY ;表示桁 7 MOVLW 0x07 MOVWF PORTA CALL DELAY ;表示桁 8 MOVLW 0x7F MOVWF PORTA CALL DELAY ;表示桁 9 MOVLW 0x6F MOVWF PORTA CALL DELAY GOTO MAIN_LOOP DELAY: MOVLW D'255' DELAY_LOOP: DECFSZ 0x20, F GOTO DELAY_LOOP RETURN ENDこのコードでは、まず PIC16F84A の PORTA ピンを出力ピンとして設定します。次に、メイン ループで、適切な 16 進値を PORTA レジスタに送信することにより、0 から 9 までの各桁を 7 セグメント LED に表示します。の遅れサブルーチンは、各桁の表示の間に短い遅延を導入して、桁をはっきりと確認できるようにするために使用されます。
コードのコンパイルとプログラミング
コードを作成した後、MPLAB IDE の MPASM アセンブラを使用してコードをコンパイルする必要があります。アセンブラは、PIC マイクロコントローラのマシン コードを含む 16 進数ファイルを生成します。
PIC16F84A をプログラムするには、Pickit 2 や Pickit 3 などの PIC プログラマを使用できます。プログラマを PIC マイクロコントローラとコンピュータに接続し、プログラミング ソフトウェアを使用して 16 進数ファイルをマイクロコントローラにロードします。
高度なアプリケーションと考慮事項
基本的な回路とコードで 0 から 9 までの数字を表示できますが、検討できる高度なアプリケーションや考慮事項が数多くあります。
- 文字を表示する: セグメント起動のさまざまな組み合わせを使用することで、7 セグメント LED にいくつかの文字を表示することができます。たとえば、文字「A」を表示するには、セグメント a、b、c、e、f、g をアクティブにします。
- 複数の桁: 複数の数字を表示する必要がある場合は、次を使用できます。3桁7セグメントLED、2桁7セグメントLED、 または4桁7セグメントLED。原理は似ていますが、各桁を順番に制御するには多重化技術を使用する必要があります。
- 明るさの制御: 7セグメントLEDの明るさは、セグメントに流れる電流を調整することで制御できます。これは、PIC マイクロコントローラーによって生成される PWM (パルス幅変調) 信号を使用して実現できます。
調達に関するお問い合わせ先
1桁7セグメントLEDの購入にご興味がございましたら、またはPICマイコンによる制御についてご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。当社は高品質 7 セグメント LED の信頼できるサプライヤーであり、最高の製品と技術サポートを提供できます。
参考文献
- Microchip Technology Inc. PIC16F84A データシート。
- MPLAB IDE ユーザー ガイド。
- MPASM アセンブラ ユーザー ガイド。