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秋月電子のＩ２Ｃ接続小型キャラクタＬＣＤ（AQM1602XA）を利用するための表示用ライブラリを作ることにした

電子負荷の消費電流および電源電圧の表示部を作製しようとしたところ今後も良く使いそう（毎日でないので使い方を忘れてしまうから）なのでライブラリにしておこうと考えた訳である

ライブラリ化する方法と注意点

• ライブラリはＩＤＥの環境設定で指定したフォルダに新規のライブラリフォルダを作ってファイルを置く
• 必要ファイルは，ＸＸＸ．ｈとＸＸＸ．ｃｐｐとなる（その他は無くても問題なし，．ｃではダメだった）
• ＸＸＸは同じでなくてはならない
• 新規のライブラリフォルダ名はＸＸＸでなくても良い

 

AQM1602LCD.h

#define _AQM1602_H_
#if ARDUINO >= 100
 #include "Arduino.h"
#else
 #include "WProgram.h"
#endif

#define LCD_ADDR 0x3E

void LCD_clearScreen(void);
void LCD_setLocate(int col, int row);
void LCD_putChar(byte c);
void LCD_putString(byte *str);
void LCD_init3();
void LCD_init5();
#endif /* AQM1602LIB_H */

AQM1602LCD.cpp

// LCD_init3        - ＬＣＤの初期化（３．３Ｖ）
// LCD_init5        - ＬＣＤの初期化（５Ｖ）
//
// LCD_clearScreen  - ＬＣＤモジュールの画面をクリア
// LCD_setLocate    - ＬＣＤモジュール画面内のカーソル位置を移動
// LCD_putChar      - ＬＣＤにデータを１バイト出力
// LCD_putString    - ＬＣＤに文字列データを出力
//

#include <Wire.h>
#include "AQM1602LCD.h"

// ＬＣＤにコマンドを送信
//
static void LCD_writeCommand(byte command) {
    Wire.beginTransmission(LCD_ADDR);    // スタートコンディション
    Wire.write(0x00);                    // control byte の送信(コマンドを指定)
    Wire.write(command);                // command byte の送信
    Wire.endTransmission();                // ストップコンディション
    delay(10);
}

// ＬＣＤにデータを送信
//
static void LCD_writeData(byte data) {
    Wire.beginTransmission(LCD_ADDR);    // スタートコンディション
    Wire.write(0x40);                    // control byte の送信(データを指定)
    Wire.write(data);                    // data byte の送信
    Wire.endTransmission();                // ストップコンディション
    delay(1);
}

// ＬＣＤの初期化
//
static void LCD_init(int volt) {
    Wire.begin();

    delay(100);
    LCD_writeCommand(0x38); delay(20);        // Function set
    LCD_writeCommand(0x39); delay(20);        // IS=1
    LCD_writeCommand(0x14); delay(20);        // Internal OSC frequency

    if(volt == 3) {
        // 3.3V
        LCD_writeCommand(0x73); delay(20);    // Contrast set
        LCD_writeCommand(0x56); delay(20);    // POWER/ICON/Contrast control
    } else /* if(volt == 5) */ {
        // 5V
        LCD_writeCommand(0x7A); delay(20);    // Contrast set
        LCD_writeCommand(0x52); delay(20);    // POWER/ICON/Contrast control
    }
    LCD_writeCommand(0x6C); delay(20);        // Follower control
    LCD_writeCommand(0x38); delay(20);        // Function set
    LCD_writeCommand(0x01); delay(20);        // Clear Display
    LCD_writeCommand(0x0C); delay(20);        // Display ON
    LCD_writeCommand(0x06); delay(20);        // Entry Mode
}

// ＬＣＤの初期化（３．３Ｖ）
//
void LCD_init3() {
    LCD_init(3);
}

// ＬＣＤの初期化（５Ｖ）
//
void LCD_init5() {
    LCD_init(5);
}

// ＬＣＤモジュールの画面をクリア
//
void LCD_clearScreen(void) {
    LCD_writeCommand(0x01);                // Clear Display
}

// ＬＣＤモジュール画面内のカーソル位置を移動
//    col : 横(列)方向のカーソル位置(0-15)
//    row : 縦(行)方向のカーソル位置(0-1)
//
void LCD_setLocate(int col, int row) {
    static int row_offsets[] = { 0x00, 0x40 } ;
    // Set DDRAM Adddress : 00H-0FH,40H-4FH
    LCD_writeCommand(0x80 | (col + row_offsets[row]));
}

// ＬＣＤにデータを１バイト出力
//      c :  出力する文字データを指定
//
void LCD_putChar(byte c) {
    LCD_writeData(c);
}

// ＬＣＤに文字列データを出力
//    str :  出力する文字列
//
void LCD_putString(byte *str) {
    while(*str) LCD_writeData(*str++);
}

ライブラリインタフェースはコメントのとおり

ヘッダーファイルの

#include "Arduino.h"

を，忘れがちなので忘れないようにする事

（追加：2017.01.22）

Ｃ＋＋に書き換えた

注意点

• コンストラクタで電圧の指定とかやってみたが上手く動作しないので保留（現状はsetup()を呼び出す仕様）
• 割込み禁止で使うとハングアップするようだ
• Ｃ版も使用しているので名称を変更

AQMI2CLCD.h

//秋月電子通商 Ｉ２Ｃ接続小型キャラクタＬＣＤモジュール
//    AQM0802A-RN-GBW（８ｘ２行）
//    AQM0802A-FLW-GBW（８ｘ２行，バックライト付）
//    AQM1602XA-RN-GBW（１６ｘ２行）
//
//Sitronix ST7032 CONTROLED
//    電源電圧：2.7～5.5V
//    インターフェース：I2C
//    Ｉ２Ｃアドレス：0x3E
//    Ｉ２Ｃスピード：　最大400kHz
//    使用可能温度：-30～+85℃
//
#ifndef _AQMI2CLCD_H_
#define _AQMI2CLCD_H_
#if ARDUINO >= 100
 #include <Arduino.h>
#else
 #include <WProgram.h>
#endif

#define AQMI2CLCD_ADDR 0x3E

class AQMI2CLCD {
    public:
//        AQMI2CLCD();
        void setup();
        void setup(int);
        void clearScreen(void);
        void setLocate(int, int);
        void putChar(char);
        void putString(char *);
        void putString(int);
};

#endif /* AQMI2CLCD_H */

AQMI2CLCD.cpp

//秋月電子通商 Ｉ２Ｃ接続小型キャラクタＬＣＤモジュール
//
// コンストラクタ
// void AQMI2CLCD()
//
// void setup
// void setup(int)
//        3        - ＬＣＤの初期化（３．３Ｖ）
//        5        - ＬＣＤの初期化（５Ｖ）
// void clearScreen    - ＬＣＤモジュールの画面をクリア
// void setLocate    - ＬＣＤモジュール画面内のカーソル位置を移動
// void putChar        - ＬＣＤにデータを１バイト出力
// void putString    - ＬＣＤに文字列データを出力
//
#include <AQMI2CLCD.h>
#include <Wire.h>

//AQMI2CLCD::AQMI2CLCD() {}

// ＬＣＤにコマンドを送信
//
static void LCD_writeCommand(byte command) {
    Wire.beginTransmission(AQMI2CLCD_ADDR);    // スタートコンディション
    Wire.write(0x00);                        // control byte の送信(コマンドを指定)
    Wire.write(command);                    // command byte の送信
    Wire.endTransmission();                    // ストップコンディション
    delay(10);
}

// ＬＣＤにデータを送信
//
static void LCD_writeData(byte data) {
    Wire.beginTransmission(AQMI2CLCD_ADDR);    // スタートコンディション
    Wire.write(0x40);                        // control byte の送信(データを指定)
    Wire.write(data);                        // data byte の送信
    Wire.endTransmission();                    // ストップコンディション
    delay(1);
}

// ＬＣＤの初期化
//
static void LCD_init(int volt) {
    Wire.begin();

    delay(100);
    LCD_writeCommand(0x38); delay(20);        // Function set
    LCD_writeCommand(0x39); delay(20);        // IS=1
    LCD_writeCommand(0x14); delay(20);        // Internal OSC frequency

    if(volt == 3) {
        // 3.3V
        LCD_writeCommand(0x73); delay(20);    // Contrast set
        LCD_writeCommand(0x56); delay(20);    // POWER/ICON/Contrast control
    } else /* if(volt == 5) */ {
        // 5V
        LCD_writeCommand(0x7A); delay(20);    // Contrast set
        LCD_writeCommand(0x52); delay(20);    // POWER/ICON/Contrast control
    }
    LCD_writeCommand(0x6C); delay(20);        // Follower control
    LCD_writeCommand(0x38); delay(20);        // Function set
    LCD_writeCommand(0x01); delay(20);        // Clear Display
    LCD_writeCommand(0x0C); delay(20);        // Display ON
    LCD_writeCommand(0x06); delay(20);        // Entry Mode
}

// ＬＣＤセットアップ
//
void AQMI2CLCD::setup() {
    LCD_init(5);
}
void AQMI2CLCD::setup(int volt) {
    LCD_init(volt);
}

// ＬＣＤモジュールの画面をクリア
//
void AQMI2CLCD::clearScreen(void) {
    LCD_writeCommand(0x01);                // Clear Display
}

// ＬＣＤモジュール画面内のカーソル位置を移動
//    col : 横(列)方向のカーソル位置(0-15)
//    row : 縦(行)方向のカーソル位置(0-1)
//
void AQMI2CLCD::setLocate(int col, int row) {
    static int row_offsets[] = { 0x00, 0x40 } ;
    // Set DDRAM Adddress : 00H-0FH,40H-4FH
    LCD_writeCommand(0x80 | (col + row_offsets[row]));
}

// ＬＣＤにデータを１バイト出力
//      c :  出力する文字データを指定
//
void AQMI2CLCD::putChar(char c) {
    LCD_writeData(c);
}

// ＬＣＤに文字列データを出力
//    str :  出力する文字列
//
void AQMI2CLCD::putString(char *str) {
    while(*str) LCD_writeData(*str++);
}
void AQMI2CLCD::putString(int n) {
    char bf[16];
    sprintf(bf, "%d\0", n);
    char *str = bf;
    while(*str) LCD_writeData(*str++);
}

予告なく改良

温湿度センサ（DHT11）の続きで，温湿度データをFSTN液晶モジュールで表示してみた

フォントをそこそこのサイズにしないと見え難いためu8glibのソースを見ながら適切なフォントを選択

#include "U8glib.h"
#include "DHT.h"

U8GLIB_MINI12864 u8g(10, 9);
DHT dht(2, DHT11);

void draw(float h, float hic) {
    u8g.setFont(u8g_font_helvR24);
    u8g.setPrintPos(4, 28);
    u8g.print(hic);
    u8g.setPrintPos(94, 28);
    u8g.print("'C");
    u8g.setPrintPos(4, 60);
    u8g.print(h);
    u8g.setPrintPos(94, 60);
    u8g.print("%");
}
void setup(void) {
    dht.begin();
    u8g.setContrast(190);
}
void loop(void) {

    // Wait a few seconds between measurements.
    delay(2000);

    float h = dht.readHumidity();
    float t = dht.readTemperature();
    if(isnan(h) || isnan(t)) {
        Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
        return;
    }
    float hic = dht.computeHeatIndex(t, h, false);

    // picture loop
    u8g.firstPage(); 
    do {
        draw(h, hic);
    } while(u8g.nextPage());
}

ところでデータシートを見ると，この温湿度センサ（DHT11）は，やっぱ廉価版のせいか小数点以下のデータはない（上で表示している小数点以下は補正で出てるだけ）

以下抜粋

Data consists of decimal and integral parts.
A complete data transmission is 40bit, and the sensor sends higher data bit first.
Data format: 8bit integral RH data + 8bit decimal RH data + 8bit integral T data + 8bit
 decimal T data + 8bit check sum.
If the data transmission is right, the check-sum should be the last 8bit of "8bit integral
 RH data + 8bit decimal RH data + 8bit integral T data + 8bit decimal T data". 

要約すると，

データは４０ビットでＭＳＢから送られてくる

つまり全体は５バイト，最初の２バイトが湿度，次の２バイトが温度でそれぞれ１バイト目が整数部，２バイト目が小数点以下部となる

最後の１バイトはＣＲＣ（チェックサム）で１～４バイトを加算した数（オーバーフロー部は捨てる）

そして温湿度センサ（DHT11）の場合は，温湿度の２バイト目の小数点以下が必ず０になっている

湿度は製品で値がまちまちなようなので小数点以下はいらないかなと思うけど，気温はせめて０．５位までは欲しいかなと思うのでちょっと残念（使い場所を考えないといけないな）

 

次は大気圧センサを追加してみる

大気圧だけでなく温度も取得できるようだ

最初atmega168しか3.3V版を用意してなかったので，このままu8glibのサンプルを実行しようとしてらメモリが足りなかった

なのでatmega328の3.3Vを作ることに・・・

いつのもように3.3版にしたuncompatinoを使う（初期化方法はこちら）

3.3V版にしてブートローダ書き込み後FSTN液晶モジュールを取り付け表示確認

接続

 5    LEDA       +3.3V（バックライト）
 6    VSS        GND
 7    VDD        +3.3V
             (arduino)            (ATMEGA328P)
 8    SCK        13                    19
 9    SDA        11                    17
10    RS          9                    15
11    RST  Reset or +3.3V            +3.3V
12    CS         10                    16

サンプルプログラム

#include "U8glib.h"

U8GLIB_MINI12864 u8g(10, 9);

void draw(void) {
  // graphic commands to redraw the complete screen should be placed here 
  u8g.setFont(u8g_font_unifont);
  //u8g.setFont(u8g_font_osb21);
  u8g.drawStr( 0, 22, "Hello World!");
}
void setup(void) {
  u8g.setContrast(190);
}
void loop(void) {
  // picture loop
  u8g.firstPage(); 
  do {
    draw();
  } while( u8g.nextPage() );
 
  // rebuild the picture after some delay
  delay(50);
}

他のu8glibサンプルも試して確認

キーとなるのは以下の２箇所

デバイス指定

U8GLIB_MINI12864 u8g(10, 9);

コントラスト

void setup(void) {
    u8g.setContrast(160);
}

ラジオペンチさんとか参考にさせていただきました

こちらを参考に秋月の小型キャラクタＬＣＤの表示確認を行った

確認したのは１６ｘ２（AQM1602）：ピッチ変換基板セットで￥５５０

８ｘ２（AQM0802）のもう１ランク小型もあるが表示文字数が少なすぎるので購入していない

ピンは基板などに取り付けた時の必要面積を小さくするため説明書とは逆の内側になるように実装

表示確認

５Ｖ、３．３Ｖ（Arduino）動作かで注意が必要（説明書通りのプログラムでハマった）

//液晶初期化
void INIT_LCD() 
{
    delay(100);
    writeCommand(0x38); // FUNCTION SET
    delay(20);
    writeCommand(0x39); // IS=1  
    delay(20);
    writeCommand(0x14); // INT OSC FREQUENCY  
    delay(20);
    writeCommand(0x7A); // 7faONTRAST SET 0,1,2,3 (3.3V=0x73, 5V = 0x7A) 
    delay(20);
    writeCommand(0x54); // 54CONTRAST SET 4,5 (3.3V=0x56, 5V= 0x54)
    delay(20);
    writeCommand(0x6C); // F0LLOWER CONTROL  
    delay(20);
    writeCommand(0x38); // IS=0
    delay(20);
    writeCommand(0x0C); // Display ON  
    delay(20);
    writeCommand(0x01); // Clear Display  
    delay(20);
    writeCommand(0x06); // Entry Mode  
    delay(20);
}

ＬＣＤ初期化で内部の昇圧回路をＯＮ・ＯＦＦ制御しなければならないようだ