PIC16F84電子遊戯（２４）

最終更新日：２００１年５月１６日

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マトリックス９６を作ろう

５月の連休に大阪の日本橋に買い物に行かれる方に多少の部品収集を頼んでおりました。なんとジャンクショップの「デジット」さんで、ドットマトリックスＬＥＤを安価で入手出来ましたので、今回のマトリックス６４をマトリックス９６にバージョンアップしてしまいましょう。８＊８では流れる表示が見にくい（？）と思いますので、８＊１２にして見易くなると思います。 まずは入手したＬＥＤを見て下さい。

いかがでしょうか。多分パチンコに使われていたＬＥＤモジュールだと思います。 これは８＊６のドットマトリックスＬＥＤを３個並べたものですので、それを分解して、そのうちの二つを使用します。

（８＊６ドットマトリックスＬＥＤ）

端子は１４本出ており、次のような接続となっておりました。 インターネットで色々とメーカーを調べましたが、結局はわかりませんでした。

（ドットマトリックスＬＥＤの端子接続、正面から見た配置です）

今回はこのドットマトリックスＬＥＤを二つ使って８＊１２にしましょう。 その名も「マトリックス９６」です。表示部は前回の６４より小さくなっていますが、見やすいと思います。 では回路図を見て下さい。ソフト作成を重視しますので、ハードはさらりといきましょう。

（マトリックス９６の回路図）

回路のポイントを説明します。 １２列部分の駆動はＰＩＣだけではポートが不足しますので、ＨＣ１５４を接続して拡張しています。一応スイッチをひとつ付けました。表示切替などに使用する予定です。 回路は少しややこしいですが、結局はＬＥＤを点灯させるだけですから、簡単です。 ではハード部分の写真を見て下さい。

いつものように穴開き基板をスペーサーで挟んだ構造としています。 今回も部品を効率良く配置しましょう。写真からもわかるように、空きスペースは全くありませんね。（毎回この基板に載せられるだけの部品を使うというところがセンスですね。なんのこっちゃ？）

マトリックス９６の基本仕様

ハードが準備出来ましたので、この製作の基本仕様を考えましょう。 １）９６個のＬＥＤに動く図形・文字を表示します。（表示内容は順次考えましょう。） ２）ＳＷ１で表示内容を変更可能とします。 以上を基本的なマトリックス９６の仕様としました。ソフト作成途中で都合が悪くなれば随時仕様修正することにします。

マトリックス９６のポート割付

回路図に従ってマイコンのポートを割り付けましょう。

ポート名 入出力 機能 RA0 OUT 74HC154駆動(A) RA1 OUT 74HC154駆動(B) RA2 OUT 74HC154駆動(C) RA3 OUT 74HC154駆動(D) RA4 IN SW1 RB0 OUT ＬＥＤ駆動(0) RB1 OUT ＬＥＤ駆動(1) RB2 OUT ＬＥＤ駆動(2) RB3 OUT ＬＥＤ駆動(3) RB4 OUT ＬＥＤ駆動(4) RB5 OUT ＬＥＤ駆動(5) RB5 OUT ＬＥＤ駆動(6) RB7 OUT ＬＥＤ駆動(7)

（マトリックス９６のポート設定）

マトリックス９６のポートの方向設定

ではソフト上でのポートの方向をレジスタに設定します。入力は「１」、出力は「０」です。

--- --- --- PA4 PA3 PA2 PA1 PA0 --- --- --- 1 0 0 0 0

(TRISA)

PB7 PB6 PB5 PB4 PB3 PB2 PB1 PB0 0 0 0 0 0 0 0 0

(TRISB)

マトリックス９６のタイマー割り込みの設定

今回のタイマー割り込みはＬＥＤの表示内容をチェンジするための基本クロックに使用します。今回は文字が流れていく効果を考えていますので、基本クロックをとりあえず0.1秒とします。１秒間に10ライン分表示を移動（流す）ことにします。そこでタイマー割り込みの基本となるプリスケーラ値を１２８分周にします。 発振子が４ＭＨｚ時基本クロックは1usecなので、128usecごとにタイマーカウンタがアップします。その他の設定はテストボードの時と同じにします。（詳しくはテストボードのページを参照して下さい。） ではレジスタにデータを設定しましょう。

RBPU INTEDG TOCS TOSE PSA PS2-0 1 0 0 0 0 1 1 0

（OPTION_REG）

さて0.1秒のタイマー割り込みを作る方法を考えましょう。まず128usecのタイマーカウントアップを使用して20msecごとにタイマー割り込みを掛けるようにします。 128usec x 156= 19.968msec 128usecを156カウントして約20msecにします。 次にこのタイマー割り込みを５回カウントして0.1秒にします。 19.968msec x 5 = 99.84msec このタイミングで表示パターンを切り換えることにします。

次に定数を設定します。まず20msecの割り込みを掛けるためにタイマーカウンタに設定する初期値です。タイマー割り込みはタイマーカウンタがオーバーフローするごとに掛かります。従って初期値を255-156 = 99= 63HにすればＯＫです。

tm0_setdata 63H

(tm0_setdata)

次に0.1秒を刻むための初期値データです。05Hです。

cnt_setdata 05H

(cnt_setdata)

このタイマー割り込み処理で使用する作業ＲＡＭを設定します。 0.1秒のカウントのために、20mscの割り込みを何回カウントしたかのＲＡＭが必要になります。これはcnt_setdataの初期値から減算してカウントします。ここのＲＡＭが「０」になれば0.1秒経ったことになります。

count_data 0.1秒カウントまでの残り

(count_data)

マトリックス９６のポート初期設定

マイコンが動作してからのポートの初期状態を設定します。 PORTAは７４ＨＣ１５４を駆動するのでPORTA全体をLに設定します。 PORTBはＬＥＤの点灯に使用するため、最初は消灯ということでHに設定します。

PORTA PORTB 00H 0FFH

（ポート初期設定）

マトリックス９６のＬＥＤ表示

ＬＥＤの表示は列ごとに専用のＲＡＭを用意してそれを順次表示しています。 表示内容を変えたいときは、別のルーチンでそのＲＡＭの内容を変えているだけです。

led_data0 １列目の表示データ led_data1 ２列目の表示データ led_data2 ３列目の表示データ led_data3 ４列目の表示データ led_data4 ５列目の表示データ led_data5 ６列目の表示データ led_data6 ７列目の表示データ led_data7 ８列目の表示データ led_data8 ９列目の表示データ led_data9 １０列目の表示データ led_data10 １１列目の表示データ led_data11 １２列目の表示データ

PORTAに[00]出力 Y0選択 PORTBに[led_data0]出力 時間待ち PORTAに[01]出力 Y1選択 PORTBに[led_data1]出力 時間待ち PORTAに[02]出力 Y2選択 PORTBに[led_data2]出力 時間待ち PORTAに[03]出力 Y3選択 PORTBに[led_data3]出力 時間待ち PORTAに[04]出力 Y4選択 PORTBに[led_data4]出力 時間待ち PORTAに[05]出力 Y5選択 PORTBに[led_data5]出力 時間待ち PORTAに[06]出力 Y6選択 PORTBに[led_data6]出力 時間待ち PORTAに[07]出力 Y7選択 PORTBに[led_data7]出力 時間待ち PORTAに[08]出力 Y8選択 PORTBに[led_data8]出力 時間待ち PORTAに[09]出力 Y9選択 PORTBに[led_data9]出力 時間待ち PORTAに[0A]出力 Y10選択 PORTBに[led_data10]出力 時間待ち PORTAに[0B]出力 Y11選択 PORTBに[led_data11]出力 時間待ち

さて、今回はここまでです。 前回のマトリックス６４より表示は小さくなりましたが、見やすなると思います。 また横に長くなったので、文字を流しても見栄えが良いと思います。 次回はいよいよＬＥＤ表示に文字を流してみましょう。 今後も益々面白くなる「PIC16F84電子遊戯」をよろしくお願いいたします。

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