PIC16F1827 MAX7219 ８×７セグメントLED表示テスト その１

　昨年の秋、MPLAB X + XC8 + MCC環境下で、PIC16F1827を使って、MAX7219使用８桁７セグメントLEDの表示テストをしました。しかし、うまくいきませんでした。

　MCCを使うとCONFIGの設定や各設定が格段に楽になるのですが、その分ブラックボックス化され、いざ不具合を見つけようとすると難しくなります。

　そこで、今回はMCCを使わないで、XC8だけでテストをしてみます。MAX7219使用８桁７セグメントLEDの表示テストについては、Arduinoで既に行っており（当ブログでの記事はこちら）、今回はそのスケッチをMPLAB Xに移植する形で行いました。

　テストした回路図です。PIC16F1827のクロックは、今後周波数カウンタへの発展を考えて、外部クロック（クリスタルオシレータ20MHz）を使っています。

　MAX7219のコントロールは、SPIで行います。その時のタイミングチャートです。(MAX7219の説明書より)

　CSを1から0にしてデータ転送を開始します。CLKの立ち上がりでDINの値が読み込まれます。8bitデータを送ったらCSを1に戻します。

　PIC16G1827でSPIのタイミングを決めるのは、SSPXCON1レジスタとSSPXSTATレジスタです。今回はSSP1を使いますのでX=1とします。

　まず、SSP1CON1レジスタの設定です。(必要な部分だけ設定します)

　SSP1を有効にするため、SSP1EN=1とします。

　クロックの極性は常時Lowでアクティブ時にHighですので、CKP=0とします。

　次に、SSP1STATレジスタの設定をします。

　クロックエッジCKEは、CKP=0のとき立ち上がりを指定のCKE=1とします。サンプル位置は中央でSMP=0とします。

　以上の条件で、PIC16F1827のSPI出力をpico scopeで確認してみました。

　SSP1BUF=0x55(0b01010101)として出力しました。

　

　MAX7219のタイミングに合っています。OKです。

　テストしたプログラムです。

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#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <xc.h>

// CONFIG1

#pragma config FOSC = ECH       //外部クロック

#pragma config WDTE = OFF       //ウオッチドックタイマーを使わない

#pragma config PWRTE = ON       //パワーアップタイマーON

#pragma config MCLRE = OFF      //外部リセット信号は使用しない、

#pragma config CP = OFF         //プログラムメモリーを保護しない

#pragma config CPD = OFF        //データメモリーを保護しない

#pragma config BOREN = ON       //ブラウンアウト　リセット 有効

#pragma config CLKOUTEN = OFF   //Clock Out OFF

#pragma config IESO = OFF       //外部・内部ｸﾛｯｸの切替えでの起動はなし

#pragma config FCMEN = OFF      //外部ｸﾛｯｸ監視しない

// CONFIG2

#pragma config WRT = OFF        //Flashﾒﾓﾘｰを保護しない

#pragma config PLLEN = OFF      //PLLを使わない

#pragma config STVREN = ON      //スタックがオーバフローやアンダーフローしたらリセットをする

#pragma config BORV = HI        //電源電圧降下常時監視電圧(2.5V)設定(HI)

#pragma config LVP = OFF        //低電圧プログラミング機能使用しない

#define _XTAL_FREQ 20000000 //クロック20MHz

#define CS LATBbits.LATB3

// MAX7219 Register Address

#define MAX7219_DECODE_MODE 0x09

#define MAX7219_INTENSITY 0x0a

#define MAX7219_SCAN_LIMIT 0x0b

#define MAX7219_SHUTDOWN 0x0C

#define MAX7219_DISPLAY_TEST 0x0f

void SPI_init(){

     SSP1CON1 = 0b00100000; //SSP1EN=1:SSP1 Enable,CKP=0:Idle Low,Clock=FOSC/4

     SSP1STAT = 0b01000000; //SMP=0:middle,CKE=1:Active to Idle

}

void maxTransfer(uint8_t address,uint8_t data){

     CS = 0;

     uint8_t dammy;

     //send address

     dammy = SSP1BUF;

     SSP1BUF = address;

     while(!SSP1STATbits.BF);

     //send data

     dammy = SSP1BUF;

     SSP1BUF = data;

     while(!SSP1STATbits.BF);

     CS =1;

}

void MAX7219_init(){

     maxTransfer(MAX7219_DECODE_MODE, 0xff);// Code B decode for digits 7-0

     maxTransfer(MAX7219_INTENSITY, 0x03); // Intensity

     maxTransfer(MAX7219_SCAN_LIMIT, 0x07);// Display digits 01234567

     maxTransfer(MAX7219_SHUTDOWN, 0x01);// Normal Operation

     maxTransfer(MAX7219_DISPLAY_TEST, 0x00);// Normal Operation

}

void Clear_Display(){

     for(uint8_t i=1;i<=8;i++){

         maxTransfer(i,0x0f);

    }

}

void main(){

     ANSELA = 0b00000000 ; // AN0-AN4は使用しない

     ANSELB = 0b00000000 ; // AN5-AN11は使用しない

     TRISA = 0b00000000 ; // PORTAは全て出力（RA5は入力）

     TRISB = 0b00000000 ; // PORTBは全て出力

     PORTA = 0b00000000 ; // PORTA初期化

     PORTB = 0b00000000 ; // PORTB初期化

     CS = 1; //CS初期値

     SPI_init();      //SPI初期化

     MAX7219_init();  //MAX7219初期化

     Clear_Display(); //ディスプレイクリア

for(uint8_t i=1;i<=8;i++){    

     maxTransfer(i,i);

     __delay_ms(1000);

}

     while(1){

         maxTransfer(MAX7219_DISPLAY_TEST, 0x01);// 全点灯

         __delay_ms(500);

         maxTransfer(MAX7219_DISPLAY_TEST, 0x00);// normal mode

         __delay_ms(500);        

    }

}

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　ディスプレイをクリアした後、Digit0からDigit7に１から８を表示し、その後、全点灯とノーマル表示を0.5秒ごとに表示します。

　ノーマル表示の様子です。数10mA程度の電流が流れます。

　全点灯の様子です。200mA程度電流が流れます。