アマチュア無線関連 電子工作キット販売
DDS VFO 用液晶表示キット (Model Num. TG-15060008)
- ロータリーエンコーダが附属します
- 消費電流 3mA
- 電源は本体の DDS VFO から供給されます
- 液晶のバックライト付き
特長：
| 低消費電流 3mA ( 電源は本体の DDS VFO キットから供給されます) |
| 液晶のバックライト付き (別途 5V 30mA の電源が必要です) |
| 本体の DDS VFO キットとの接続線は４本だけ (I2C通信) |
| 本体の DDS VFO キットで使用するロータリーエンコーダと周波数可変ステップ切換スイッチなどが附属 |
キットの概要
本キットは、 DDS-VFO キットの拡張機能としてロータリーエンコーダを使用した場合の周波数を表示する液晶表示器のキットです。DDS-VFO キットで使用するロータリーエンコーダと周波数可変ステップ切換用のスイッチと抵抗が附属します。
仕様：
| 通信方式 | ：I2C (スレーブとして動作。スレーブアドレス 0xA0 ） |
| 電源電圧 | ：3.2 V - 5.2 V の範囲で動作 (バックライト用電源は 5 V ± 0.2 V) |
| 消費電流 | ：typ. 3 mA (バックライト用電源は typ. 30 mA ) |
技術解説
本キットは、PIC マイコン PIC16F1827 を使用し、内蔵の MSSP (Master Syncronous Serial Port)
モジュールで I2C スレーブとして動作します。
PIC16F1827
電源電圧は、3.2V ～ 5.2V の範囲で動作します。(DDS VFO キットに接続する場合は 3.3 V で動作します)
3.2V 動作の場合、液晶表示器のコントラスト端子 (CNT) に対して負電位が必要となりますので、PIC マイコン PIC16F1827 の #15pin クロックアウト (2MHz) を利用して負側へ整流することにより、負の電圧を得ています。
PIC16F1827 #15pin CLKOUT
本キットに3.3V を供給した場合、Vo は、約 -1.0V、5.0V を供給した場合は 約 +0.6V で文字の濃さが適正になります。
I2C 仕様の詳細
本キットの通信仕様は一般的なI2C プロトコルに準拠していますので、以下の仕様に従ってデータを伝送すれば本キット以外の機器でも使用することができます。液晶表示器に対する初期化は、電源オン時に PIC マイコン PIC16F1827 が自動的に行いますので、I2C マスター側(DDS VFO キット)からは特に初期化コマンドを発行する必要はありません。
ただし、初期化が完了するまでに 200mSec 必要なので、I2C マスター側からのコマンド送信は 200mSec 以上待ってから行わないとコマンドの取りこぼしが発生します。
下図は、I2C マスター側からスレーブ側(液晶表示器)に送信するプロトコルです。
コマンド 0xC0 を送る場合とテキスト文字 "8" (アスキーコード 0x38) を送る場合を示しています。
マスター側からスタートコンディションＳを発行し、続いてスレーブアドレス (0xA0) 、コントロールバイト、データバイトの順に送信して最後にストップコンディションＰを発行して送信終了となります。
スタートコンディションは、SCL が High のときに SDA が Low になることによってスレーブ側に今からI2Cでデータを送ることを通知します。
ストップコンディションは、SCL が High のときに SDA が High になることによってスレーブ側がI2C通信の終了を検知します。
データは正論理で MSB から送信され、SCL の立上りでスレーブ側にラッチされます。
スレーブアドレス、コントロールバイト、データバイト ともに 8bit ですが、8bitづつの送信の終わりのたびにスレーブ側から ACK(Acknowledgement) または NACK (Not acknowlegement)が返ってきますので、マスター側は ACK / NACK の分も含めて SCL を９クロックづつ発生させる必要があります。
ACK は負論理なので 0 で ACK、1で NACK です。
スレーブは、正常に 8bit が受信できれば、ACK を返し、なんらかの理由で正常に 8bit 受信できなければマスターへ NACK を 返します。
コントロールバイトが 0x00 の場合、次に続くデータバイトはコマンドを表し、コントロールバイトが 0x80 の場合は、
次に続くデータバイトはデータを表しますので、このデータをアスキー文字データとして扱えば、液晶に文字を表示することができます。
本キットで使用しているコマンドは以下の通りです。
0x8n：文字の表示位置は１行目 (上の行) の左から n+1 番目
0xCn：文字の表示位置は２行目 (下の行) の左から n+1 番目
0x01：文字を全消去、カーソルは一番左上に戻る
例えば、１行目の２文字目に文字を表示させたい場合は、0x81、１６文字目に文字を表示させたい場合は、0x8F を送ります。
２行目も同様に２文字目なら 0xC1、１６文字目なら 0xCF となります。
例：２行目の２文字目に８ (アスキー文字データ 0x38) を表示させたい場合
マスター側から
Ｓ 0xA0 0x00 0xC1 Ｐ
と送ってから続いて
Ｓ 0xA0 0x80 0x38 Ｐ
と送ります。
この状態で次にコマンドを送らずに文字データのみ送ると８の右側に文字が追加されます。
例えば２行目の２文字目から８９と表示させたい場合は、(９はアスキー文字データ 0x39)
Ｓ 0xA0 0x00 0xC1 Ｐ Ｓ 0xA0 0x80 0x38 Ｐ Ｓ 0xA0 0x80 0x39 Ｐ
なお、マスター側のプログラムでこの「Ｓ 0xA0 0x80 文字データ Ｐ」の部分を１文字送信関数としてプログラムし、この関数を標準関数 putch として定義しておけば printf("89"); とするだけで液晶に表示出来るようになります。
実際の I2C 波形を示します。
最初の図は、DDS VFO キット (マスター側)から DDS VFO 用液晶表示キットのスレーブアドレス 0xA0 に対してコマンド 0xC0 を送ったときの波形です。
マスター側はソフトウェアで I2C を構成し、クロック約 40 kHz でスレーブの液晶表示キットにデータを送っています。
データ (SDA High で 1, Low で 0 ) は MSB から送信され、スレーブはクロックの立上りでデータをラッチします。
最初、スタートコンディション S が発行され、続いてアドレス0xA0 (10100000)、次のデータがコマンドであることを示す 0x00、そしてコマンド 0xC0 (11000000) が送られてストップコンディション P で終わっています。
スレーブである液晶表示キットは正常にコマンドを受取り、マスターに対して ACK 応答 (９クロック目の SDA が Low) しています。
次の図は、マスターが液晶表示キットへスレーブアドレス 0xB0 を送ってからコマンド 0xC0 を送ったときの波形です。
この場合は、アドレスが不一致となり液晶表示キットは、データを受信でないためマスターへ NACK (９クロック目の SDA が High) 返送しています。
(本キットのソフトウェアは非公開です)