ａｉｔｅｎｄｏ ８桁７セグＬＥＤモジュール
　Ｍ７ＳＥＧＸ８Ｒ－７２１９をＰＩＣで使ってみる
　モジュールはＳＰＩ接続ＭＡＸ２７１９を使用

ａｉｔｅｎｄｏの安価な７セグモジュールです。（Ｍ７ＳＥＧＸ８Ｒ-７２１９）

安価な価格に惹かれて、何も考えずに購入してみました。
秋月の似た様な７セグモジュールＤＦＲ００９０がありますが、
実際比較してみると、ＬＥＤの大きさが圧倒的に違います。（画像参照）
そしてこれも説明書の類は一切ありません・・・
さらにａｉｔｅｎｄｏのＨＰにもメーカーLINK等まるで無いですし・・・

しょうが無いので、モジュール基板をチェックしてみる事に。
すると部品が少ない・・・　IC1個、ダイオード1個、コンデンサ1個、抵抗２個・・・
で、基板に張り付いていた、ＭＡＸ７２１９のデータシートを参考とする事にしました。

ＭＡＸ７２１９および７セグＬＥＤモジュールの概要

データシートを、ぼ～っとしながら眺めていると、結構面白そうな石の様です。
まずは、３線シリアルデータ転送で制御するのが基本みたいです。
そして、このIC（モジュール）をどんどん電車みたいに繋げていける様です。
と言うと、DFR0090（74HC595)と同じIC･使い方に見えますが、
内部ハードウエアはまるで違うようで、インテリジェントです。
基本的な動作目的は８桁７セグLED制御の様です。
そのLED駆動も、DFR0090がスタティックなのに、これはダイナミックです。
また、セグメントLEDのON-OFFを個別にコントロール出来ます。
つまり、バーブラフや自由なLEDディスプレイの制御も可能です。
１モジュール当たり、６４個、カスケード接続で、無限のLED制御が可能です。

PIC側からは、データを含む16ビット幅の命令を送信するのが基本の様です。
その命令パケットを、どんどん送信すれば良いだけと言う事になります。
LEDセグメント処理(BCD)および桁処理はMAX2719側でやってくれます。
これは楽ちんですし、その結果、消費電力もDFR0090より少ないですすし、
PICの制御ルーチンは、DFR0090よりコンパクトになりそうです。
ぐだぐだ言って無いで、まずは弄ってみることにします。



モジュールの入出力ピンはそれぞれ５本

ピンの名前は違うが、機能的にはDFR0090と概ね同じで、
データ、クロック、ラッチの３線制御、後は電源ピンです。

入力各ピン概要
①ＶＣＣ　　５Ｖ電源、直列に保護用ダイオードが入っている
②ＧＮＤ　　電源･制御ピン共有GND

③ＤＩＮ　　　シリアルデータ入力ピン
　　　　　　　このデータはＣＬＫの立ち上がりを持って、シフトレジスタにロード
　　　　　　　シフトレジスタは１６ビット幅でそれ以上のデータが来ても、DOUT端子から
　　　　　　　破棄される。
　　　　　　　データビット列はＭＳＢ（bit15)から入力される事を想定している。
　　　　　　　最後にbit0を受信し全16ビットをロードする、と言う事になる。
　　　　　　　シフトレジスタにロードされただけではMAX2719は何もしない

④ＬＯＡＤ　データラッチ制御、MAX2722はCSピンとなり大体同じ機能だが少し違う
　　　　　　　（基板にはCSと印刷されているが、ICはMAX2719です）
　　　　　　　シフトレジスタにロードされている16ビットデータを取り込む
　　　　　　　ＬＯＡＤピンの立ち上がり（Ｌ→Ｈ）でラッチされる
　　　　　　　ここでやっと、MAX2719は命令を取り込み、実行し始める。

⑤ＣＬＫ　　最速10MHZのクロック入力
　　　　　　　立ち上がりでDINのデータビットがシフトレジスタにロードされる
　　　　　　　立下りでDOUTからクロックアウトされる

出力ピン
③ＤＯＵＴ　シフトレジスタからはみ出したビットデータが出力される
　　　　　　　カスケード接続された次のMAX2719のDINへ接続される

命令パケット送信方法の実験


命令送信シークェンス

①ＬＯＡＤ＝Ｌ、ＣＬＫ＝Ｌ

②ＤＩＮにデータビットを提示、（bit15からbit0まで順番に提示）
③ＣＬＫ＝Ｌ→Ｈ（シフトレジスタにデータビットをロード）
④ＣＬＫ＝Ｈ→Ｌ、②に行く、これを16回繰り返す。
　　16ビット分がシフトレジスタにロードされたら⑤に行く

⑤ＬＯＡＤ＝Ｌ→Ｈ、16ビットの命令がMAX2719にラッチされる。
⑥次の命令を送信するため、①に行く

実験基板
いちいち製作するのは面倒なので、DFR0090実験基板を流用します。
とりあえず回路図は左記の様になります。



通常動作時の送信シークェンスに当たっての注意点

詳細はデータシートのタイミング図を見ると一目ですので、ご参照ください。
PIC12F1822を最速の32MHZで駆動した場合、1サイクルは8MHZ
つまり、１２５ｎｓ（0,125us)となります。

ＣＬＫ　１０ＭＨＺと記してありますので、パルス最速は１００ｎｓ
　　　　パルスのＬ側とＨ側はそれぞれ５０ｎｓ以上となります。

ＤＩＮ　　データビットを提示してから、ＣＬＫ↑とする場合、その間隔は最少２５ｎｓ

ＬＯＡＤ　パルスのＨ側は５０ｎｓ以上です。

少なくとも、一つの動作に１２５ｎｓ以上掛かっているPICの動作を勘案すると、
あまり気にせずパルス発生動作をさせても問題無さそうです。

以上を踏まえて、基本アクセスサブルーチンを作ってみました。
それは非常に簡単なものですが、とりあえずコマンド送信はできるようです。
ソースファイル中、「ＳＥＮＤ＿ＣＭＤ」サブルーチンがそうです。



ＭＡＸ２７１９　立ち上がり時の注意点

実際に色々実験してみて分かった事ですが・・・
モジュールに対して、初期設定をし、デバッグ用データをどんどん送信しました。
当初は通常動作し始めると大丈夫だが、立ち上がり動作がイマイチ不安定でした。
PIC自体はプログラムをちゃんと実行していると思います。
デバッガでのチェックでは、特に変な挙動は無かったし、
オシロで出力ピンを観測しても、目に見える異常は発見できませんでした。
PIC初期設定時に変なコマンドを送信してしまうのか、
MAX2719自体の立ち上がりの問題なのか、ハッキリしないのですが・・・
その症状とは、
①全セグメントON（発光）のままハングアップしてしまう時と、
②意味不明な表示をしてから、正常動作し始める時があります。
③最初の命令を受け付けない時がある。

あれこれとMAX7219の初期設定等を変更してみました所・・・
①の場合はディスプレテストモードになっている感じです。
この場合、解除コマンドを送信しないと、そのまま停止状態です。
これは実験で確認しています
②の場合は、テストモード解除コマンド以外の命令が実行されている感じ
Bモードのキャラクタ表示が多い様ですが。
③の場合、PIC立ち上がり時初期設定処理が終了したら、
ある程度待ってからMAX2719への最初の命令を送信すると良い様です。

とりあえずの対処としては、
シャットダウン解除はせず、初期設定命令送信の前に、テストモード命令を実行、
そして、テストモードを解除した後、初期設定命令群を送信、その後
全桁表示ブランク命令を送信してから、シャットダウンを解除しています。
これで、今の所は一見普通に通常実行されるようになりました。
もっと合理的な対処方法があるかもしれません。



コントロールサブルーチン群

LEDは小さめですが、結構明るくてチラつきも感じず、見易いです。
気を良くして？DFR0090用表示プログラムを、この基板用に書き換えました。

基本構成は、ほとんどそのまま使用できましたが、下記の修正を行いました。
基本アクセス部分を全部入れ替え（当然ですが・・・）
セグメントデータは不要なので、全カット
ゼロブランキングとドット点灯処理は方法が違うので、修正
結果、ソースファイルは小さくなりました。

全体的な処理時間に関しては、たいして変わらなそうですが・・・
と言うか、HC565の方が高速なので、高速CPUで高速に処理すれば、
結果的にDFR0090の方が処理時間が早くなると思われます。
しかし、ただの表示器なので、どうでもいいかな・・・

ハンドシェイク版８桁７セグ表示器

当局標準？のLED表示器で、機能的にはDFR0090版やPIC16F648版と同じです。
もちろん動作実験用で、MAX2719コントロールのためにPIC１個は使いません。
実際にはその機器のメインPICがついでに行う事となります。
ソースファイルに出来るだけ丁寧にコメントしていますので、ご参照下さい。
画像は、例によってPIC12F683カウンタ基板からの出力を表示しています。

ＰＩＣ１２Ｆ６８３周波数カウンタ基板への移植

またもや登場のこの基板・・・
これら３線接続式LEDモジュールとは相性抜群？です。
DFR0090モジュールの時もそうでしたが、MAX2719モジュールも余裕でこなせます。
もはや２コインで周波数カウンタ基板が完成かな？と言う感じになってきました。
しかし・・・この基板も結構実験用として便利なのですが、Ｉ／Ｏポートが不足気味、
PIC16F688かPIC16F1823で再構成し、使い勝手を向上させるのも良いかも。