要約：このアーティクルは、MAX6954を使用して14セグメントのモノカラーLEDを駆動することを検討している技術者が迅速に学ぶことを目的に作られたガイドブックです。
MAX6954は汎用のディスプレイドライバであり、シリアルインタフェースを通して、個別の7セグメント、14セグメント、及び16セグメントLEDディスプレイを混在して駆動することができます。このアプリケーションノートでは、8個のモノカラー、14セグメントLEDを駆動するための標準的なアプリケーションと構成を示します。
MAX6954の機能の詳細についてはMAX6954のデータシートをご覧ください。
｢クイックスタート：MAX6954を使って7セグメントディスプレイを駆動｣及び｢クイックスタート：MAX6954を使って16セグメントディスプレイを駆動する｣は、MAX6954を7セグメント及び16セグメントのアプリケーションとして構成することを述べた同様のアプリケーションノートです。
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図1. MAX6954 14セグメントのアプリケーション回路
表1. 14セグメント、8桁の接続方式
| DIGIT |
O0 |
O1 |
O2 |
O3 |
O4 |
O5 |
O6 |
O7 |
O8 |
O9 |
O10 |
O11 |
O12 |
O13 |
O14 |
O15 |
O16 |
O17 |
O18 |
| 0 |
CCO |
-- |
a |
-- |
b |
c |
d |
-- |
e |
f |
g1 |
g2 |
h |
i |
j |
k |
l |
m |
dp |
| 1 |
-- |
CC1 |
a |
-- |
b |
c |
d |
-- |
e |
f |
g1 |
g2 |
h |
i |
j |
k |
l |
m |
dp |
| 2 |
a |
-- |
CC2 |
-- |
b |
c |
d |
-- |
e |
f |
g1 |
g2 |
h |
i |
j |
k |
l |
m |
dp |
| 3 |
a |
-- |
-- |
CC3 |
b |
c |
d |
-- |
e |
f |
g1 |
g2 |
h |
i |
j |
k |
l |
m |
dp |
| 4 |
a |
-- |
b |
c |
CC4 |
-- |
d |
-- |
e |
f |
g1 |
g2 |
h |
i |
j |
k |
l |
m |
dp |
| 5 |
a |
-- |
b |
c |
-- |
CC5 |
d |
-- |
e |
f |
g1 |
g2 |
h |
i |
j |
k |
l |
m |
dp |
| 6 |
a |
-- |
b |
c |
d |
-- |
CC6 |
-- |
e |
f |
g1 |
g2 |
h |
i |
j |
k |
l |
m |
dp |
| 7 |
a |
-- |
b |
c |
d |
-- |
-- |
CC7 |
e |
f |
g1 |
g2 |
h |
i |
j |
k |
l |
m |
dp |
図2. 14セグメントディスプレイのセグメントラベリング
図3. 14セグメントディスプレイのフォントマップ
MAX6954の標準的なアプリケーションの一例は、最大8個までの14セグメントモノカラーLEDの駆動です。このアプリケーションノートでは、MAX6954を14セグメントディスプレイに接続し内蔵の104キャラクタのフォントマップを使ってディスプレイを制御するための内蔵レジスタを構成するプロセスを、ユーザに解説します。
MAX6954はマルチプレクス技術を使用します。これは使用するポートのピン数を少なくして、これを交互にカソード及びアノードドライバとして使うものです。これはアノード用とカソード用に別のドライバを用いる標準的なLEDマルチプレクス接続とは異なります。この技術はアプリケーションノート1880にて説明されています。表1はMAX6954マルチプレクス方式に対応した14セグメントの各桁に対する接続方法と内蔵の104種の文字フォントマップを示しています。表1における文字は図2に示したセグメントラベルに対応しています。図1はMAX6954に対する8桁の14セグメントのアプリケーションを図示しています。
MAX6954を14セグメントのディスプレイに接続した後、接続を確認するためにディスプレイのテストモードを使うことができます。ディスプレイのテストモードはすべての制御用レジスタと桁レジスタに優先して、しかし、その内容を変更することなく、すべてのセグメントをオンとします。0x01をレジスタ0x07に書き込むことによってディスプレイテストモードがイネーブルとなります。ディスプレイテストモードでセグメントが点灯しない場合は接続に問題があるため、調べる必要があります。0x00をレジスタ0x07に書き込むとディスプレイテストモードを解除します。
MAX6954と14セグメントディスプレイ間の接続確認が終わった後、14セグメントディスプレイを動作させるようにデバイスのレジスタを構成しなければなりません。表2はMAX6954の重要なレジスタの電源投入時の初期状態リストです。電源がMAX6954に最初に印加されたとき、デバイスはシャットダウンモードとなっており、すべての桁は消灯であり、デバイスは最大の8桁をスキャンするようにセットされています。レジスタ0x0Cに0xFFを書き込み、MAX6954を14セグメント動作用に構成してください。Decode
Modeレジスタ(0x01)のデフォルト設定は14セグメントのアプリケーションに正しい値となっています。
表2. MAX6954の電源投入時のレジスタ初期状態
| REGISTER |
POWER-UP
CONDITION |
ADDRESS
(HEX) |
REGISTER DATA |
| D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
| Decode Mode |
Font map enabled |
0x01 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
| Global Intensity |
1/16 (minimum intensity) |
0x02 |
X |
X |
X |
X |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Scan Limit |
Display eight digits: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
0x03 |
X |
X |
X |
X |
X |
1 |
1 |
1 |
| Control Register |
Shutdown enabled, blink disabled, blink
speed is slow |
0x04 |
0 |
0 |
X |
X |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Display Test |
Normal operation (display test disabled) |
0x07 |
X |
X |
X |
X |
X |
X |
X |
0 |
| Digit Type |
Digits 0 through 7 are 16 segment digits |
0x0C |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Intensity10 |
1/16 (min on), digits 1 and 0 |
0x10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Intensity32 |
1/16 (min on), digits 3 and 2 |
0x11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Intensity54 |
1/16 (min on), digits 5 and 4 |
0x12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Intensity76 |
1/16 (min on), digits 7 and 6 |
0x13 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Digit 0 |
Blank digit, both planes |
0x60 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Digit 1 |
Blank digit, both planes |
0x61 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Digit 2 |
Blank digit, both planes |
0x62 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Digit 3 |
Blank digit, both planes |
0x63 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Digit 4 |
Blank digit, both planes |
0x64 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Digit 5 |
Blank digit, both planes |
0x65 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Digit 6 |
Blank digit, both planes |
0x66 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Digit 7 |
Blank digit, both planes |
0x67 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
コンフィギュレーションレジスタ(0x01)は、シャットダウンの設定、ブリンク機能の制御、すべての桁のデータクリア、全体または桁ごとの輝度制御の選択を行うために使われます。コンフィギュレーションレジスタは7ビットで構成されています(表3)：
- Sビットはシャットダウンまたは通常動作を選択(リード/ライト可能)。
- Bビットはブリンク速度を選択(リード/ライト可能)。
- Eビットは全桁のブリンク機能を許可/禁止(リード/ライト可能)。
- Tビットはブリンクタイミングをリセット(過渡ビットであり、記憶されません)。
- Rビットはすべての桁に対してP0とP1の両面の桁データをクリア(過渡ビットであり、記憶されません)。
- Iビットは全体または桁ごとの輝度を選択(リード/ライト可能)。
- Pビットは現在のブリンクタイミング位相(phase)を反映(リード専用、このビットへのライトは無視)。
レジスタ0x04に0x01を書き込むことによってブリンクさせるのではなく、全体の輝度制御をディスプレイドライバに許可してください。MAX6954がシャットダウンから抜け出して内蔵の発振器が給電されると、OSC_OUTの発振器出力が有効になります。このとき、まだ、14セグメントディスプレイは消灯(ブランク)のままです。それは桁制御レジスタ0x60～0x67の電源投入時の状態は0x20、または点灯セグメントなしの状態だからです(表2と図3を参照)。
表3. コンフィギュレーションレジスタのフォーマット
CONFIGURATION
REGISTER
DATA BIT |
DATA BIT LABEL |
STATE |
FUNCTION |
| D7 |
P |
0 |
P1 Blink Phase |
| 1 |
P0 Blink Phase |
| D6 |
I |
0 |
Intensity for all digits is controlled by one setting in the Global
Intensity Register |
| 1 |
Intensity for digits is controlled by the individual settings in the
Intensity10 through Intensity76 registers. |
| D5 |
R |
0 |
Digit data for both planes P0 and P1 are unaffected |
| 1 |
Digit data for both planes P0 and P1 are cleared on the rising edge
of /CS\ |
| D4 |
T |
0 |
Blink timing counters are unaffected. |
| 1 |
Blink timing counters are reset on the rising edge of /CS\. |
| D3 |
E |
0 |
Blink function disabled |
| 1 |
Blink function enabled |
| D2 |
B |
0 |
Slow Blinking. Segments blink on for 1s, off for 1s with fOSC = 4MHz. |
| 1 |
Fast Blinking. Segments blink on for 0.5s, off for 0.5s with fOSC = 4MHz. |
| D1 |
X |
X |
Don't care |
| D0 |
S |
0 |
Shutdown |
| 1 |
Normal Operation |
表4. 表示桁の組合せ構成例
| DIGIT TYPE REGISTER SETTING |
ADDRESS
CODE (HEX) |
REGISTER DATA |
| D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
| Digits 7-0 are 14-segment digits |
0x0C |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
MAX6954は14セグメントディスプレイ用の104文字ASCIIフォントマップを持っています。文字は標準のASCIIフォントに従いますが、次のような一般的なシンボルが追加されています：£、€、\、°、µ、±、
 及び 。104文字を表すために7ビットが使われ、8番目のビットは少数点(DP)を点灯させるかどうかを選択します(表5)。桁レジスタはP0とP1の2つの面を使って実装されます。各桁は2バイトのメモリで表現され、1バイトがP0面に、もう1バイトがP1面にあります(表8を参照)。桁レジスタは桁データがP0面(レジスタ0x20～0x27)、P1面(レジスタ0x40～0x47)、または両面(レジスタ0x60～0x67)同時に更新することができるようにマッピングされています。桁レジスタの中のデータは、14セグメントディスプレイの場合、桁セグメントを直接制御せず、14セグメントのフォント用のデータを格納する文字ジェネレータのアドレス指定のために使用されます(図3)。桁データの下位7ビット(D6～D0)は、フォントから文字データを選択します。このレジスタデータの最上位ビット(D7)は桁のDPセグメントを制御します；1の設定でDP点灯、0で消灯します。
表5. Digit Type Dataレジスタのフォーマット
| MODE |
ADDRESS
CODE
(HEX) |
REGISTER DATA |
| D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
14-segment mode, writing digit data to use font map data
with decimal place unlit |
0x20 to 0x27
0x40 to 0x47
0x60 to 0x67 |
0 |
Bits D6 to D0 select font character 0 to
127 |
14-segment mode, writing digit data to use font map data
with decimal place lit |
0x20 to 0x27
0x40 to 0x47
0x60 to 0x67 |
1 |
Bits D6 to D0 select font character 0 to
127 |
コンフィギュレーションレジスタのブリンクイネーブルビットE (表3)によってブリンク機能がディセーブルされている場合、P0面の桁レジスタデータはディスプレイをマルチプレクスするために使われます。P1にある桁レジスタデータは使われません。ブリンク機能がイネーブルとされている場合、P0面とP1面の両方の桁レジスタデータはディスプレイをマルチプレクスするために交互に使われます。ブリンキングは、ブリンククロックの交互の位相でP0面とP1面のデータを用いてLEDディスプレイをマルチプレクスすることによって行われます。
例として、MAX6954を用いて、｢MAXIM-IC｣という8文字を表示して見ましょう。コンフィギュレーションレジスタをプログラムしたとき、ブリンク機能をディセーブルとしたので、データは桁0から桁7を制御するために0x20～0x27レジスタに書き込むことができます。図3のフォントマップを用いて、各文字に対応したコードを決定してください。
表6. MAXIM-ICの例
REGISTER
ADDRESS (HEX) |
DIGIT |
CHARACTER |
FONT MAP EQUIVALENT CODE |
| DECIMAL |
HEX |
| 0x20 |
0 |
M |
0100 1101 |
0x4D |
| 0x21 |
1 |
A |
0100 0001 |
0x41 |
| 0x22 |
2 |
X |
0101 1000 |
0x58 |
| 0x23 |
3 |
I |
0100 1001 |
0x49 |
| 0x24 |
4 |
M |
0100 1101 |
0x4D |
| 0x25 |
5 |
- |
0010 1101 |
0x2D |
| 0x26 |
6 |
I |
0100 1001 |
0x49 |
| 0x27 |
7 |
C |
0100 0011 |
0x43 |
全体の輝度制御レジスタであるレジスタ0x02に書き込むことによってディスプレイの輝度を調整してください。輝度は0x00 (最小オン、1/16の電流)と0xFF (最大オン、15/16の電流)の間で調整することができます。ディスプレイの明るさのディジタル制御は、また、各桁を個別に管理することができます。桁の明るさの調整及びその他のGPIOやKey-scanのような高度な機能については、MAX6954のデータシートを参照してください。
表7. クイックスタート例のコマンドサマリ
| REGISTER (HEX) |
COMMAND (HEX) |
FUNCTION |
| 0x07 |
0x01 |
Enter display test mode |
| 0x07 |
0x00 |
Exit display test mode |
| 0x0C |
0xFF |
Set all eight digits to use the 14-segment font map |
| 0x04 |
0x01 |
Exit shutdown mode, disable blinking and select global
intensity control |
| 0x20 |
0x4D |
Write "M" to digit 0 |
| 0x21 |
0x41 |
Write "A" to digit 1 |
| 0x22 |
0x58 |
Write "X" to digit 2 |
| 0x23 |
0x49 |
Write "I" to digit 3 |
| 0x24 |
0x4D |
Write "M" to digit 4 |
| 0x25 |
0x2D |
Write "-" to digit 5 |
| 0x26 |
0x49 |
Write "I" to digit 6 |
| 0x27 |
0x43 |
Write "C" to digit 7 |
| 0x02 |
0xFF |
Set global intensity to full-scale |
表8. MAX6954/MAX6955レジスタアドレスマップの抜粋
| REGISTER |
ADDRESS
(COMMAND BYTE) |
ADDRESS (HEX
CODE) |
| D15 |
D14 |
D13 |
D12 |
D11 |
D10 |
D9 |
D8 |
| Decode Mode |
R//W\ |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0x01 |
| Global Intensity |
R//W\ |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0x02 |
| Scan Limit |
R//W\ |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0x03 |
| Configuration |
R//W\ |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0x04 |
| Display Test |
R//W\ |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0x07 |
| Digit Type |
R//W\ |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0x0C |
| Intensity 10 |
R//W\ |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0x10 |
| Intensity 32 |
R//W\ |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0x11 |
| Intensity 54 |
R//W\ |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0x12 |
| Intensity 76 |
R//W\ |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0x13 |
| Digit 0 Plane P0 |
R//W\ |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0x20 |
| Digit 1 Plane P0 |
R//W\ |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0x21 |
| Digit 2 Plane P0 |
R//W\ |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0x22 |
| Digit 3 Plane P0 |
R//W\ |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0x23 |
| Digit 4 Plane P0 |
R//W\ |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0x24 |
| Digit 5 Plane P0 |
R//W\ |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0x25 |
| Digit 6 Plane P0 |
R//W\ |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0x26 |
| Digit 7 Plane P0 |
R//W\ |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0x27 |
| Digit 0 Plane P1 |
R//W\ |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0x40 |
| Digit 1 Plane P1 |
R//W\ |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0x41 |
| Digit 2 Plane P1 |
R//W\ |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0x42 |
| Digit 3 Plane P1 |
R//W\ |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0x43 |
| Digit 4 Plane P1 |
R//W\ |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0x44 |
| Digit 5 Plane P1 |
R//W\ |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0x45 |
| Digit 6 Plane P1 |
R//W\ |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0x46 |
| Digit 7 Plane P1 |
R//W\ |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0x47 |
| 関連製品 | |
APP 3211: Jan 20, 2005
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