2014年1月13日月曜日

16x8マトリクスLEDでbitman表示(3)

前回ブレッドボードに作成した回路をユニバーサル基板に実装した。




  • 左のピンソケットにaitendo USB USART接続して電源供給と同時に、USART可能
  • 右のピンソケットにAVR ISPライタを接続してプログラム転送可能
  • 8x8のマトリクスLED2個ということでかなりのカオス配線
  • 結構気をつけたつもりでも配線間違いが発生→4箇所ほどハンダ付け直し
  • 序盤はなるたけ綺麗に実装するんだけど中盤から後半にかけておざなりになってしまうところは性格によるものだろうなぁと
次はMDF材でカバーをつけます。
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2014年1月5日日曜日

16x8マトリクスLEDでbitman表示(2)

前回のプログラムを組み合わせてさらにUSARTによるビットパターン更新を加えたものを作成した。



  • 待機モードとUSARTモード
  • 待機モードではbitman run,dance,ランダムパターンスクロールの3種類を10秒ずつランダムに切り替え
  • USART読み込みがあるとUSARTモードに移行し転送されたビットパターンを表示
  • 最後の転送から10秒経過すると待機モードに移行
動作風景



プログラム
----
/*
atmega8 16pu
2 x 8x8 matrix led controller
ISP
PC6 RESET
PB5 SCK
PB4 MISO
PB3 MOSI
USART
PD0 RXD
PD1 TXD
INT
PD2 INT0
74HC138N
PD4 A0
PD5 A1
PD6 A2
74HC595
PD7 DS
PB0 ~OE
PB1 STCP/SHCP
*/
#define F_CPU 1000000UL // Clock Speed
#define BAUD 9600
#define MYUBRR (((F_CPU / (BAUD * 16UL))) - 1)
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <util/delay.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define sbi(PORT,BIT) PORT|=_BV(BIT)
#define cbi(PORT,BIT) PORT&=~_BV(BIT)
#define set(p,d) \
if ((d)) { \
sbi(p);\
} else {\
cbi(p);\
}
#define DELAY 1600
#define INTERVAL 50000 // 0.05sec
#define LIMIT 10000000 // 10sec
#define SCROLL 0
#define RUN 1
#define DANCE 2
#define USART__ 3
volatile uint8_t mode,mi;
volatile uint32_t e;
volatile uint16_t ma[8],mb[8];
void
display(
volatile uint16_t m[8]
)
{
uint8_t i,j;
for(i=0;i<8;i++) {
/* row */
switch(i) {
case 0:
cbi(PORTD,PD4);
cbi(PORTD,PD5);
cbi(PORTD,PD6);
break;
case 1:
sbi(PORTD,PD4);
cbi(PORTD,PD5);
cbi(PORTD,PD6);
break;
case 2:
cbi(PORTD,PD4);
sbi(PORTD,PD5);
cbi(PORTD,PD6);
break;
case 3:
sbi(PORTD,PD4);
sbi(PORTD,PD5);
cbi(PORTD,PD6);
break;
case 4:
cbi(PORTD,PD4);
cbi(PORTD,PD5);
sbi(PORTD,PD6);
break;
case 5:
sbi(PORTD,PD4);
cbi(PORTD,PD5);
sbi(PORTD,PD6);
break;
case 6:
cbi(PORTD,PD4);
sbi(PORTD,PD5);
sbi(PORTD,PD6);
break;
case 7:
sbi(PORTD,PD4);
sbi(PORTD,PD5);
sbi(PORTD,PD6);
break;
}
sbi(PORTB,PB1);
cbi(PORTB,PB0);
for(j=0;j<16;j++) {
if(m[i]&(1<<j)) {
sbi(PORTD,PD7);
} else {
cbi(PORTD,PD7);
}
sbi(PORTB,PB0);
cbi(PORTB,PB0);
}
sbi(PORTB,PB0);
cbi(PORTB,PB0);
cbi(PORTB,PB1);
_delay_us(DELAY);
}
}
void
scroll()
{
uint8_t i;
uint16_t m[8];
uint32_t e1;
e1 = 0;
while (e<LIMIT) {
if (mode != SCROLL) {
return;
}
if (e1 > INTERVAL) {
sbi(PORTB,PB1);
for(i=7;i>0;i--) {
m[i] = m[i-1];
}
m[0] = random() % 65546;
e1 = 0;
}
display(m);
e += DELAY * 8;
e1 += DELAY * 8;
}
mode = random() % USART__;
}
void
run()
{
uint8_t i,j,x;
uint16_t p,m[8];
uint32_t e1;
/* run */
uint8_t r[8][8] = {
{
0b00011000,
0b00011000,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011010,
0b00100100,
0b00100100,
0b01100110
},
{
0b00000000,
0b00011000,
0b01111110,
0b10011001,
0b00011000,
0b00111100,
0b00100100,
0b01100110
},
{
0b00001100,
0b00001100,
0b00111000,
0b01011100,
0b01011000,
0b00100100,
0b00100110,
0b01100000
},
{
0b00001100,
0b00001100,
0b00111000,
0b01011100,
0b01011100,
0b00110100,
0b01110110,
0b10000000
},
{
0b00000000,
0b00101100,
0b01011101,
0b00011110,
0b11011000,
0b01100100,
0b00000100,
0b00000110
},
{
0b00000000,
0b00001100,
0b00011100,
0b00111000,
0b00011110,
0b00110000,
0b00010000,
0b00011000
},
{
0b00000110,
0b00000110,
0b00001100,
0b00001100,
0b00001110,
0b00001110,
0b00011000,
0b00010000
},
{
0b00000000,
0b00011000,
0b11111111,
0b00011000,
0b00111000,
0b00100100,
0b01100100,
0b00000110
}
};
x = 0;
p = 0;
e1 = 0;
for(j=0;j<2;j++) {
for(i=0;i<8;i++) {
m[i] = r[j][i];
}
for(i=0;i<3;i++) {
display(m);
}
}
while (e<LIMIT) {
if (mode != RUN) {
return;
}
if (e1 > INTERVAL) {
sbi(PORTB,PB1);
for(i=0;i<8;i++) {
if (x < 8) {
m[i] = r[p][i] << (8-x) << 8;
m[i] |= r[p][i] >> x;
} else {
m[i] = r[p][i] << (16-x);
}
}
p += 1;
if (p >= 7) {
p = 2;
}
x += 1;
if (x >= 16) {
x = 0;
}
e1 = 0;
}
display(m);
e += DELAY * 8;
e1 += DELAY * 8;
}
mode = random() % USART__;
}
void
dance()
{
uint8_t i,x;
uint16_t p,m[8];
uint32_t e1;
uint8_t d[9][8] = {
{
0b00011000,
0b00011000,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011010,
0b00100100,
0b00100100,
0b01100110
},{
0b00000000,
0b00011000,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011010,
0b00011000,
0b00011000,
0b00111100
},{
0b00000000,
0b00110000,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011100,
0b00011000,
0b00011000,
0b00111100
},{
0b00000000,
0b00110000,
0b00111100,
0b11011010,
0b00111100,
0b00101000,
0b01101000,
0b00001100
},{
0b00000000,
0b00110000,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011010,
0b00101000,
0b00101000,
0b01101100
},{
0b00000000,
0b00011000,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011010,
0b00011000,
0b00011000,
0b00111100
},{
0b00001100,
0b00001100,
0b00111100,
0b01011011,
0b00111100,
0b00010100,
0b00010110,
0b00110000
},{
0b00000000,
0b00001100,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011010,
0b00010100,
0b00010100,
0b00110110
},{
0b00011000,
0b00011000,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011010,
0b00100100,
0b00100100,
0b01100110
}
};
x = 0;
p = 0;
e1 = 0;
while (e<LIMIT) {
if (mode != DANCE) {
return;
}
if (e1 > INTERVAL) {
sbi(PORTB,PB1);
for(i=0;i<8;i++) {
if (x <= 8) {
m[i] = d[p][i] << (8-x) << 8;
m[i] |= d[p][i] >> x;
} else {
m[i] = d[p][i] << x;
m[i] |= d[p][i] << (x-8) >> 8;
}
}
p += 1;
if (p >= 9) {
p = 0;
}
x += 1;
if (x >= 16) {
x = 0;
}
e1 = 0;
}
display(m);
e += DELAY * 8;
e1 += DELAY * 8;
}
mode = random() % USART__;
}
void
usart__()
{
uint8_t i;
while (e<LIMIT && mode == USART__) {
display(ma);
e += DELAY * 8;
}
for(i=0;i<8;i++) {
ma[i] = 0;
mb[i] = 0;
}
mi = 0;
e = 0;
mode = random() % USART__;
}
int
main()
{
// port b output setting
sbi(DDRB,PB0);
sbi(DDRB,PB1);
// port d output setting
sbi(DDRD,PD4);
sbi(DDRD,PD5);
sbi(DDRD,PD6);
sbi(DDRD,PD7);
// usart setting
/* Set baud rate */
UBRRH = (MYUBRR>>8);
UBRRL = MYUBRR;
/* Enable receiver and transmitter */
UCSRB = (1 << RXEN) | (1 << RXCIE);
/* Set frame format: 8 data bits, 1 stop bit */
UCSRC = (1 << URSEL) | (1 << UCSZ0) | (1 << UCSZ1);
/* all interrupt allow */
sei();
e = 0;
mode = SCROLL;
mi = 0;
srand(0);
while (1) {
switch(mode) {
case SCROLL:
scroll();
break;
case RUN:
run();
break;
case DANCE:
dance();
break;
case USART__:
usart__();
break;
}
e = 0;
}
return 0;
}
ISR(USART_RXC_vect)
{
uint8_t d,i;
mode = USART__;
d = UDR;
i = mi >> 1;
if (mi % 2 == 0) {
mb[i] = d << 8;
} else {
mb[i] |= d;
}
if (mi >= 15) {
for(i=0;i<8;i++) {
ma[i] = mb[i];
}
mi = 0;
} else {
mi++;
}
e = 0;
}
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----
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2014年1月4日土曜日

16x8マトリクスLEDでbitman表示

前回のマトリクスLED回路をAtmega8で制御してbitmanを表示してみた。
  • bitmanのパターンはここを参考
  • runで巡回スクロールするのにかなり脳みそを使った
  • runのパターンとMSB,LSBが逆になっていてスクロール方向が右シフトになってる状況でさらに巡回とか
  • danceも同様にスクロールのシフト演算がややこしかった
  • 十数回はトライアンドエラーを繰り返してようやく思い通りのパターンに
  • プログラム変更して試すのに毎回4分かかるのがやはりキツイ
動作風景



プログラム
----
/*
atmega8 16pu
2 x 8x8 matrix led controller
ISP
PC6 RESET
PB5 SCK
PB4 MISO
PB3 MOSI
USART
PD0 RXD
PD1 TXD
INT
PD2 INT0
74HC138N
PD4 A0
PD5 A1
PD6 A2
74HC595
PD7 DS
PB0 ~OE
PB1 STCP/SHCP
*/
#define F_CPU 1000000UL // Clock Speed
#define BAUD 9600
#define MYUBRR (((F_CPU / (BAUD * 16UL))) - 1)
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include <stdlib.h>
#define sbi(PORT,BIT) PORT|=_BV(BIT)
#define cbi(PORT,BIT) PORT&=~_BV(BIT)
#define set(p,d) \
if ((d)) { \
sbi(p);\
} else {\
cbi(p);\
}
#define DELAY 1600
#define INTERVAL 50000 // 0.05sec
#define LIMIT 30000000 // 30sec
volatile uint32_t e;
void
display(
uint16_t m[8]
)
{
uint8_t i,j;
for(i=0;i<8;i++) {
/* row */
switch(i) {
case 0:
cbi(PORTD,PD4);
cbi(PORTD,PD5);
cbi(PORTD,PD6);
break;
case 1:
sbi(PORTD,PD4);
cbi(PORTD,PD5);
cbi(PORTD,PD6);
break;
case 2:
cbi(PORTD,PD4);
sbi(PORTD,PD5);
cbi(PORTD,PD6);
break;
case 3:
sbi(PORTD,PD4);
sbi(PORTD,PD5);
cbi(PORTD,PD6);
break;
case 4:
cbi(PORTD,PD4);
cbi(PORTD,PD5);
sbi(PORTD,PD6);
break;
case 5:
sbi(PORTD,PD4);
cbi(PORTD,PD5);
sbi(PORTD,PD6);
break;
case 6:
cbi(PORTD,PD4);
sbi(PORTD,PD5);
sbi(PORTD,PD6);
break;
case 7:
sbi(PORTD,PD4);
sbi(PORTD,PD5);
sbi(PORTD,PD6);
break;
}
sbi(PORTB,PB1);
cbi(PORTB,PB0);
for(j=0;j<16;j++) {
if(m[i]&(1<<j)) {
sbi(PORTD,PD7);
} else {
cbi(PORTD,PD7);
}
sbi(PORTB,PB0);
cbi(PORTB,PB0);
}
sbi(PORTB,PB0);
cbi(PORTB,PB0);
cbi(PORTB,PB1);
_delay_us(DELAY);
}
}
void
dance()
{
uint8_t i,x;
uint16_t p,m[8];
uint32_t e1;
uint8_t d[9][8] = {
{
0b00011000,
0b00011000,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011010,
0b00100100,
0b00100100,
0b01100110
},{
0b00000000,
0b00011000,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011010,
0b00011000,
0b00011000,
0b00111100
},{
0b00000000,
0b00110000,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011100,
0b00011000,
0b00011000,
0b00111100
},{
0b00000000,
0b00110000,
0b00111100,
0b11011010,
0b00111100,
0b00101000,
0b01101000,
0b00001100
},{
0b00000000,
0b00110000,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011010,
0b00101000,
0b00101000,
0b01101100
},{
0b00000000,
0b00011000,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011010,
0b00011000,
0b00011000,
0b00111100
},{
0b00001100,
0b00001100,
0b00111100,
0b01011011,
0b00111100,
0b00010100,
0b00010110,
0b00110000
},{
0b00000000,
0b00001100,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011010,
0b00010100,
0b00010100,
0b00110110
},{
0b00011000,
0b00011000,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011010,
0b00100100,
0b00100100,
0b01100110
}
};
x = 0;
p = 0;
e1 = 0;
while (e<LIMIT) {
if (e1 > INTERVAL) {
sbi(PORTB,PB1);
for(i=0;i<8;i++) {
if (x <= 8) {
m[i] = d[p][i] << (8-x) << 8;
m[i] |= d[p][i] >> x;
} else {
m[i] = d[p][i] << x;
m[i] |= d[p][i] << (x-8) >> 8;
}
}
p += 1;
if (p >= 9) {
p = 0;
}
x += 1;
if (x >= 16) {
x = 0;
}
e1 = 0;
}
display(m);
e += DELAY * 8;
e1 += DELAY * 8;
}
}
int
main(void)
{
// port b output setting
sbi(DDRB,PB0);
sbi(DDRB,PB1);
// port d output setting
sbi(DDRD,PD4);
sbi(DDRD,PD5);
sbi(DDRD,PD6);
sbi(DDRD,PD7);
e = 0;
srand(0);
while (1) {
dance();
e = 0;
}
return 0;
}
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/*
atmega8 16pu
2 x 8x8 matrix led controller
ISP
PC6 RESET
PB5 SCK
PB4 MISO
PB3 MOSI
USART
PD0 RXD
PD1 TXD
INT
PD2 INT0
74HC138N
PD4 A0
PD5 A1
PD6 A2
74HC595
PD7 DS
PB0 ~OE
PB1 STCP/SHCP
*/
#define F_CPU 1000000UL // Clock Speed
#define BAUD 9600
#define MYUBRR (((F_CPU / (BAUD * 16UL))) - 1)
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include <stdlib.h>
#define sbi(PORT,BIT) PORT|=_BV(BIT)
#define cbi(PORT,BIT) PORT&=~_BV(BIT)
#define set(p,d) \
if ((d)) { \
sbi(p);\
} else {\
cbi(p);\
}
#define DELAY 1600
#define INTERVAL 50000 // 0.05sec
#define LIMIT 30000000 // 30sec
volatile uint32_t e;
void
display(
uint16_t m[8]
)
{
uint8_t i,j;
for(i=0;i<8;i++) {
/* row */
switch(i) {
case 0:
cbi(PORTD,PD4);
cbi(PORTD,PD5);
cbi(PORTD,PD6);
break;
case 1:
sbi(PORTD,PD4);
cbi(PORTD,PD5);
cbi(PORTD,PD6);
break;
case 2:
cbi(PORTD,PD4);
sbi(PORTD,PD5);
cbi(PORTD,PD6);
break;
case 3:
sbi(PORTD,PD4);
sbi(PORTD,PD5);
cbi(PORTD,PD6);
break;
case 4:
cbi(PORTD,PD4);
cbi(PORTD,PD5);
sbi(PORTD,PD6);
break;
case 5:
sbi(PORTD,PD4);
cbi(PORTD,PD5);
sbi(PORTD,PD6);
break;
case 6:
cbi(PORTD,PD4);
sbi(PORTD,PD5);
sbi(PORTD,PD6);
break;
case 7:
sbi(PORTD,PD4);
sbi(PORTD,PD5);
sbi(PORTD,PD6);
break;
}
sbi(PORTB,PB1);
cbi(PORTB,PB0);
for(j=0;j<16;j++) {
if(m[i]&(1<<j)) {
sbi(PORTD,PD7);
} else {
cbi(PORTD,PD7);
}
sbi(PORTB,PB0);
cbi(PORTB,PB0);
}
sbi(PORTB,PB0);
cbi(PORTB,PB0);
cbi(PORTB,PB1);
_delay_us(DELAY);
}
}
void
run()
{
uint8_t i,j,x;
uint16_t p,m[8];
uint32_t e1;
/* run */
uint8_t r[8][8] = {
{
0b00011000,
0b00011000,
0b00111100,
0b01011010,
0b01011010,
0b00100100,
0b00100100,
0b01100110
},
{
0b00000000,
0b00011000,
0b01111110,
0b10011001,
0b00011000,
0b00111100,
0b00100100,
0b01100110
},
{
0b00001100,
0b00001100,
0b00111000,
0b01011100,
0b01011000,
0b00100100,
0b00100110,
0b01100000
},
{
0b00001100,
0b00001100,
0b00111000,
0b01011100,
0b01011100,
0b00110100,
0b01110110,
0b10000000
},
{
0b00000000,
0b00101100,
0b01011101,
0b00011110,
0b11011000,
0b01100100,
0b00000100,
0b00000110
},
{
0b00000000,
0b00001100,
0b00011100,
0b00111000,
0b00011110,
0b00110000,
0b00010000,
0b00011000
},
{
0b00000110,
0b00000110,
0b00001100,
0b00001100,
0b00001110,
0b00001110,
0b00011000,
0b00010000
},
{
0b00000000,
0b00011000,
0b11111111,
0b00011000,
0b00111000,
0b00100100,
0b01100100,
0b00000110
}
};
x = 0;
p = 0;
e1 = 0;
for(j=0;j<2;j++) {
for(i=0;i<8;i++) {
m[i] = r[j][i];
}
for(i=0;i<3;i++) {
display(m);
}
}
while (e<LIMIT) {
if (e1 > INTERVAL) {
sbi(PORTB,PB1);
for(i=0;i<8;i++) {
if (x < 8) {
m[i] = r[p][i] << (8-x) << 8;
m[i] |= r[p][i] >> x;
} else {
m[i] = r[p][i] << (16-x);
}
}
p += 1;
if (p >= 7) {
p = 2;
}
x += 1;
if (x >= 16) {
x = 0;
}
e1 = 0;
}
display(m);
e += DELAY * 8;
e1 += DELAY * 8;
}
}
int
main(void)
{
// port b output setting
sbi(DDRB,PB0);
sbi(DDRB,PB1);
// port d output setting
sbi(DDRD,PD4);
sbi(DDRD,PD5);
sbi(DDRD,PD6);
sbi(DDRD,PD7);
e = 0;
srand(0);
while (1) {
run();
e = 0;
}
return 0;
}
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