串列式四位元七段顯示器

13-3-4 串列式四位元七段顯示器

IRA中級認證的動作要求中，除七段顯示器外，其餘循跡感測、馬達控制、障礙物偵測、蜂鳴器等週邊均在前面章節中介紹過，要完成任務路徑需求沒有問題，故本節先介紹這一顆內建PT6761串列控制晶片的七段顯示器TOFD-5465GGH-B。

一、 簡介

TOFD-5465GGH-B是一個內嵌PT6961 LED驅動IC的四位元七段顯示器，如圖 13‑17所示，此元件具有SPI介面，iPOE-A1可透過圖 13‑17(a)的DIN、CLK、CS腳位控制顯示內容，使用上非常方便。

    

(a)正面及腳位圖 (b)背面圖

圖 13‑17 內嵌PT6961的四位元七段顯示器

二、 顯示

1. PT6961控制器使用顯示記憶體（RAM）來儲存微控制器傳送過來的數據，只要將想顯示的LED段儲存在RAM中，PT6961會處理其多工顯示的部分，其中由左至右四位數對應的RAM位址分別為0xC0（千位）、0xC2（百位）、0xC4（拾位）和0xC6（個位）。

2. 七段顯示器LED的各段名稱如圖 13‑18所示，欲顯示一般的數字碼所對應的顯示控制碼表 13‑6所示。

3. TOFD-5465GGH-B的小數點似乎沒有被連接到LED上，故無法顯示，能顯示的只有正中央的冒號部分，此部分由0xC0和0xC2的第7位元控制。

圖 13‑18　七段顯示器的各段名稱

表 13‑6　共陰七段顯示器的顯示控制碼

三、 函式庫

1. 下載與安裝：PT6961控制器有許多控制命令，為方便使用，一般會使用PT6961函式庫，首先請進入底下網站http://gtbtech.com/?attachment_id=864，將檔案下載後解壓縮至Arduino安裝資料夾的libraries資料夾中，例如C:\arduino-1.0.6\libraries。或者也可從書後光碟的程式→libraries中找到PT6961函式庫。

2. 函式庫指令簡介

(1) 建立PT6961物件：使用函式庫的第一個動作是指定腳位與物件實體化，可透過底下的命令完成。

PT6961 SEG7(DIN腳位, CLK腳位, CS腳位); 

(2) 初始化PT6961：使用PT6961控制器前，可以底下的指令對PT6961進行一些設定，包含設定顯示記憶體為自動遞增、顯示的亮度最亮，同時清除顯示記憶體為0（不顯示狀態）。

SEG7.initDisplay(); 

(3) 初始化顯示記憶體：執行底下指令後可清除顯示記憶體為0。

SEG7.initRAM(); 

(4) 送控制命令給PT6961，其中cmd為控制命令

SEG7.sendCmd(char cmd); 

常用的控制命令如下。

char  _DISPLAY_6X12 = 0x02;	// 使用6個數字12個LED段模式
char  _DISPLAY_7X11 = 0x03; 	// 使用7個數字11個LED段模式
char  _AUTO_INCREMENT = 0x40;	// 顯示記憶體位址自動遞增
char  _FIXED_ADDRESS = 0x44;	// 顯示記憶體位址固定
char  _DISPLAY_OFF = 0x80;	// 顯示器關閉(不顯示)
char  _DISPLAY_1_16 = 0x88;	// 顯示亮度為1/16(最暗)
char  _DISPLAY_2_16 = 0x89;	// 顯示亮度為2/16
char  _DISPLAY_4_16 = 0x8A; 	// 顯示亮度為4/16
char  _DISPLAY_10_16 = 0x8B; 	// 顯示亮度為10/16
char  _DISPLAY_12_16 = 0x8D; 	// 顯示亮度為12/16
char  _DISPLAY_14_16 = 0x8F; 	// 顯示亮度為14/16(最亮)

(5) 顯示指定的數字num，以及是否顯示中間冒號的LED段，colon為0不顯示，為1顯示「:」。

SEG7.sendNum(int num, char colon);

(6) 顯示指定的個別數字，以及是否顯示中間冒號的LED段。

SEG7.sendDigits(char digit1, char digit2, char digit3, char digit4, char colon); 

(7) 顯示指定位數的LED 段控制碼，其中digit為顯示記憶體位址，由左至右四位數對應的RAM位址分別為0xC0（千位）、0xC2（百位）、0xC4（拾位）和0xC6（個位）；val為顯示控制碼，可參考表 13‑6的轉碼。

SEG7.sendSegment(char digit, char val); 

(8) 顯示指定位數的數字，其中digit為顯示記憶體位址，val為顯示的數字，colon指定是否顯示中間冒號的LED段（註：只有千位及百位數的colon有作用）。

SEG7.sendDigit(char digit, char val, char colon); 

四、 電路連接

1. iPOE-A1與TOFD-5465GGH-B顯示器的連接很簡單，只要將TOFD-5465GGH-B的6個端點插在A0～A6的母座上即可，如圖 13‑19(b)所示。電源部分由A5腳提供+5V，A0腳提供接地，A2～A4腳分別接至DIN、CLK、CS。

2. 不過，由於TOFD-5465GGH-B顯示器的腳很細，直接插在A0～A6的母座上很鬆容易接觸不良，故需透過如圖 13‑19(a)所示的長腳圓孔座轉接。若沒有轉接也可以，接點會比較鬆行走中容易因振動而接觸不良。

　　

(a)長腳圓孔座 (b)插在A0～A6的母座上

圖 13‑19 iPOE-A1與TOFD-5465GGH-B顯示器的連接

五、 範例

(一) 0-F的顯示練習

1. 本小節提供的第一個範例為拾位數顯示減號，個位數顯示0-9的練習，請看底下程式說明，程式專案位置在光碟\程式\第13章\chap13_3_7SEG_num。

// Oasis TOFD-5465GGH-B 4 Digit LED with PT6961 Controller
// http://gtbtech.com/?p=528

#include 		// 引入PT6961標頭檔

// 腳位指定	Pin A2 = DIN
// 		Pin A3 = CLK
// 		Pin A4 = CS

PT6961 SEG7(A2, A3, A4);		// 物件實體化

void setup() 
{
    pinMode(A0, OUTPUT); 		// A0設為輸出
    pinMode(A5, OUTPUT); 		// A5設為輸出
    digitalWrite(A0, LOW); 		// A0設為接地
    digitalWrite(A5, HIGH); 		// A5設為+5V，當做電源
    SEG7.initDisplay();			// PT6961初始化
    SEG7.sendSegment(0xC4, 0x40);	// 拾位數顯示減號
}

void loop() 
{
    // 計數從0-9、A-F
    for(int i=0; i<16; i++){
         SEG7.sendDigit(0xC6,i,0); 	// 0xC6為個位數的顯示位址
         delay(500);
    }
}

2. 請插好四位元七段顯示器在A0～A6的插座上，燒錄好程式後即可看到數字呈現-0～-F持續循環顯示的結果，其中減號是七段顯示器中的g段亮，其餘不亮，故字碼為01000000=0x40。

(二) 計時碼表的顯示練習

1. 第二個範例為計時碼表的顯示練習，千位與百位顯示00~59秒，拾位與個位顯示00～99代表百分秒，顯示器中間的冒號每秒鐘會閃一次；詳細程式說明請看底下程式內容，程式專案位置在光碟\程式\第13章\chap13_3_7SEG_clock。

// Oasis TOFD-5465GGH-B 4 Digit LED with PT6961 Controller
// http://gtbtech.com/?p=528

#include 			// 引入PT6961標頭檔

// 腳位指定	Pin A2 = DIN
// 			Pin A3 = CLK
// 			Pin A4 = CS

PT6961 SEG7(A2, A3, A4);		// 物件實體化
boolean colon=false;			// 宣告一個冒號的變數

void setup() 
{
    pinMode(A0, OUTPUT); 	// A0設為輸出
    pinMode(A5, OUTPUT); 	// A5設為輸出
    digitalWrite(A0, LOW); 	// A0設為接地
    digitalWrite(A5, HIGH); 	// A5設為+5V，當做電源
    SEG7.initDisplay();		// PT6961初始化
}

void loop() 
{
    // 計數從 00:00-59:99
    for (int i=0; i<6000; i++){
        if (i%50==0) colon=!colon;	// 每50*10=500ms冒號轉態一次
        SEG7.sendNum(i,colon);	// 送出數值顯示
        delay(10); 		// 因為是1/100秒故延遲時間為10ms
    }
}

圖 13‑20　碼表範例成果