クイックスタート：MAX6954を使って14セグメントディスプレイを駆動

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、および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｣および｢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セグメントおよび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。

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およ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。

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)。

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、±、 および。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。

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。

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。桁の明るさの調整およびその他の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。