アマチュア無線関連 電子工作キット販売
TG-40 用液晶表示キット (Model Num. TG-40221012)
- ブルーバックライト・白文字液晶
- 消費電流 8mA (typ.)
- I2C 伝送なのでリード線４本で接続可能
キットの概要
本キットは、7MHz QRP CW トランシーバ・キット TG-40 に接続して周波数を表示する液晶表示器のキットです。低消費電流でありながら、ブルーの美しいバックライトにより TG-40 の運用周波数を白文字できれいに表示します。
本体の TG-40 との接続は、I2C 伝送方式なので接続線はわずか４本だけです。
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 | ：5.0 V ± 0.3 V |
| 消費電流 | ：typ. 8 mA (バックライト用電源含む ) |
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
なお、受信部へのノイズの飛び込みを極力抑えるため、周波数を可変させたときだけ I2C ラインにデータが流れるようになっています。
液晶表示キットの接続線は、
出来るだけ最短距離で配線する
液晶表示器のコントラスト電圧 Vo は、PIC マイコン PIC16F1827 の #15pin クロックアウト (2MHz) を整流して CNT 端子に与えています。
PIC16F1827 #15pin CLKOUT
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。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 (TG-40 )からは特に初期化コマンドを発行していません。
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、マスター側から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。
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。