7セグメントLEDを使いたい！
Attiny13aは安価に手に入って使い易いICです。このICは8Pinで、自由に使える端子はその内の6Pinです、そしてリセットピンは「リセッター」が無いと再利用出来なくなります。しかも出力コントロール能力は他の端子に比べ1/100ぐらいと弱いです。でもギリギリで使う場合、一つでもあればありがたいですねー。
アマチュアではPin数の多いICを使ってもたいしたコストアップは有りませんので、本来はこんな考え方はしないでしょう。
無駄な事にエネルギーを使う、というのはまあ「ロマン」でしょうか！…
7セグメントLED
以前からこのIC（Attiny13a）だけで7セグメントLEDを使えないか考えていました。ピンが足らないので「難しいなー」と思っていました。
その後、リング式のLEDの点灯を考えましたがこれを使えば「もしかしてコントロール出来るかも知れない」と昨年の暮れ(2014)に思い付きました。
「誰かやっていないか！」Web上で調べたのですが出て来ません。もしかして誰もやってないかも知れない！別方法があれば参考にしょうかと思ったのですが残念でした。
以下実験をしたものを書き出すと次の通りです。
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表示させる方法
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 画面は携帯の［.3gp］画像です。 |
| 動かす方法 Ａ］ 4つのPinを使うと3つのLEDを点灯や消灯が可能 |
 2 そのままで、3.4Pinを［Ｌ］にすると［a］のLED以外は消えます。電流はLEDの方へ流れずシリコンダイオードの方を経由して流れ、LEDに十分な電圧が確保出来ずに点灯しないのです。 3 この時2Pinは「何もしない」事を実行するには［ＨでもＬでもダメです］、Pinを入力に設定し関与させない事にします。 4 この方法で[aのLED]を点灯させることが出来ます。 5 同様にコントロールすれば[a]と同様に[bやc]のLEDもコントロール出来ます。 |
| Ｂ］ 4つのPinで3つのLEDをコントロール | これをリング状に結線すると最大4*3=12個のLEDがコントロール出来るのです。 つまりMax12個ですから7セグメントLEDはコントロール出来るという事になります。 |
| Ｃ］ 便利さの反面、欠点あり |
1 全部一度に点灯出来ない。 2 コントロールする時、点灯に関係ない部分をショートさせ動作を止めている。そのため無駄にしている部分が有り、省エネという点ではまずい（なにか工夫があるかも！）。 3 回路が複雑で、煩わしい。 4 部品が多くなる。 5 コントロールが複雑になる。 6 コントロールが多くなると「時間が短くなり暗くなる」。 |
| Ｄ］ Softは「7個のセグメントをリング状」にコントロールする |
つまり［a］から初めて［b.c.d.e.f.g］とON-OFFなどをさせて行きます。 これを繰り返して数字を表示させます。 |
コントロールに（シリコーン）ダイオードを使っていますが、これは他の干渉が無いように入れています。Pinが［Ｌ］の時は電流を吸い込みますが、［Ｈ］の時は不動作になります。
7セグメントLEDは手持ちのカソードコモン・タイプを使いました。
mcuはもちろんattiny13aの1個のみです。前記の様に「7セグメントLED」は4Pin使って残り2つあります。内一つはLEDを切り替えに使えば2ケタの「7セグメントLED」がコントロール出来そうです。
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LEDをコントロール出来る事が分かりました。ここではもう少し詳しい動作の説明です。
| A] 数字表示、例えば［０:ゼロ］ |
まず、7セグメントDATAに分解する。 a,b,c,d,e,f,gの内、aからfまでをONすれば良い。8bitでは0b00111111となる。 後ろが[a] これが「0の7セグメントDATA」です。 |
| B] このdataを7つに分解する。(上記のdata) |
0 ⇒ 1 （aを意味する ON） 1 ⇒ 1 （bを意味する ON） 2 ⇒ 1 （cを意味する ON） 3 ⇒ 1 （dを意味する ON） 4 ⇒ 1 （eを意味する ON） 5 ⇒ 1 （fを意味する ON） 6 ⇒ 0 （gを意味する OFF) |
| C] [B]を0から6まで、LEDを一つづつ点灯させる。 | 初めは[a]を点灯させる。次は[b]そして[c]…[g]まで順に。 |
| D] スピードはとりあえず | 1mSecスパンとした。 |
| E] 変更 |
Dataが変更されるまで[C]を実行してループを回り続ける。 これで人の目には、数字が見える。 サンプルは0-9までをぐるぐる回る様にしたもの。 |
製作 2015/1/26
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COM［］ と 回路図 の関係  | |
| COM［］はプログラムにある通りで、そちらをご覧ください。 | 前半の4bitはDDRBを変更して、端子の入出力をコントロールしています。 後半の4bitはPORTBにLEDのDATAを送って、電圧を加えている。 回路図の a.b.c.d.e.f.g はLEDの端子です。 |
サンプルの［プログラム］はコピーして、拡張子の[.txt]を[.c]に代えるとコンパイル出来ます。［2015/1/26 現］
プログラム的には簡単ですが、動作まで少し時間が掛かりました。当初[&]コマンドを勘違いしていた為です。
動作は0.5秒後に数字を+1しています、9まで行ったら0に戻しています。
今後は、更に使い易いように変更したいと思っています。
製作 2015/1/29