しなぷすのハード製作記

ArduinoでグラフィックLCDを動かす(AQM1248A編)(13)

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2016年05月21日 公開。
2016年06月03日 ダウンロードするMGLCDライブラリをVer. 0.40からVer. 0.41に変更した。

5.MGLCDライブラリを使ってAQM1248Aを制御する方法

7ページから12ページにかけて、AQM1248Aに直接コマンドやデータを送って画面描画するスケッチの作り方を説明しましたが、VRAMの構成や、各種コマンド、VRAMの二重化など、知っておくべきことが色々ありました。

AQM1248A用のライブラリを使うと、この様な細かい技術はライブラリ内に隠蔽されてしまい、スケッチの作者は、描画したい図形や文字列をライブラリに指定するだけで、簡単に描画できるようになります。

今回ご紹介するのは、MGLCDライブラリという、Arduino用のモノクログラフィックLCDモジュール制御用のライブラリです。このライブラリはAQM1248A以外にもいくつかのLCDモジュールの制御ができます。LCDモジュールの種類が変わっても、ほぼ同じスケッチで制御できるのが特徴です。

MGLCDライブラリVer 0.41でAQM1248Aを使う場合、表19に示す種類のArduinoが使用できます。対応Arduinoは、今後増える可能性があります。

表19、MGLCDライブラリVer 0.41でAQM1248Aを使う場合に使用できるArduino
8ビットArduino Arduino Uno、Arduino Leonardo、Arduino Mega 2560、Arduino Pro 328 5V 16MHz、Seeeduino V3.0(Atmega 328P)
32ビットArduino Arduino M0、Arduino Due

また、ArduinoとAQM1248Aの接続法は、ハードウェアSPI接続とソフトウェアSPI接続の両方に対応しています。

注1:ハードウェアSPI接続の場合は、対応Arduino IDEが1.6.Xと1.7.Xになります。Arduino IDE 1.0.Xは使えません。また、Arduino M0を使う場合はArduino IDE 1.7.10以降を使ってください。(Arduino IDE 1.7.9以前のArduino IDEではArduino M0のSPIライブラリに不具合があるため)

注2:ソフトウェアSPI接続の場合は、Arduino IDEの1.0.X、1.6.X、1.7.Xが利用できます。

それでは、MGLCDライブラリを使ったAQM1248Aの制御について説明します。

5-1.MGLCDライブラリのインストール方法

MGLCDライブラリは、MGLCDライブラリのページでダウンロードできます。

今回はVer. 0.41を使います。MGLCDライブラリのページの表2MGLCD_041.zipMGLCD_SPI_041.zipの2つのファイルをダウンロードしてください。

ダウンロードした2つのファイルをArduino IDEにインストールする方法は、MGLCDライブラリユーザーマニュアル に書いてありますので、そこに書いてある指示に従ってください。

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5-2.MGLCDライブラリを使ってHello, World! (ハードウェアSPI編)

ハードウェアSPI接続でArduinoとAQM1248Aを接続し、MGLCDライブラリを使って"Hello, World!"と表示する方法を説明します。

5-2-1.ArduinoとAQM1248Aの配線

まず、以下の説明を読んで、ArduinoとAQM1248Aを接続してください。

5-2-1-1.5VのArduinoの場合

Arduino Uno、Arduino Leonardoなど、I/O電圧が5VのArduinoを使う場合は、レベル変換回路が必要になります。4ページ5ページ、および6ページを読んで、配線を行ってください。

具体的には図12(抵抗分圧を使う方法)、図32(74AHC244を使う方法)、図35(HD74LVC541などを使う方法)、図38(74HC4050を使う方法)のいずれかで、配線を行ってください。どの方法が良いかは、手持ちの部品や、部品を購入する場合は部品の入手しやすさ、半田付けのしやすさ(図35では表面実装部品を使う)などを考慮して決めてください。

これらの図を再掲します。

図12(再掲)、抵抗分圧型レベル変換回路を使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ハードウェアSPI)
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図12(再掲)、抵抗分圧型レベル変換回路を使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ハードウェアSPI)
図32(再掲)、74AHC244を使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ハードウェアSPI)
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図32(再掲)、74AHC244を使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ハードウェアSPI)
図35(再掲)、HD74LVC541A/HD74LV541A/TC74VHC541FTを使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ハードウェアSPI)
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図35(再掲)、HD74LVC541A/HD74LV541A/TC74VHC541FTを使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ハードウェアSPI)
図38(再掲)、74HC4050を使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ハードウェアSPI)
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図38(再掲)、74HC4050を使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ハードウェアSPI)
5-2-1-2.3.3VのArduinoの場合

Arduino M0、Arduino Dueなど、I/O電圧が3.3VのArduinoの場合は、レベル変換回路が不要で、ArduinoとAQM1248Aを直結できます。3ページの説明を読んで配線を行ってください。

3ページに載っている配線図(図6)を再掲します。

図6(再掲)、AQM1248Aを3.3V動作のArduinoと接続する場合の配線図(ハードウェアSPI)
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図6(再掲)、AQM1248Aを3.3V動作のArduinoと接続する場合の配線図(ハードウェアSPI)

5-2-2.Hello, World!のスケッチ

次に、"Hello, World!"を表示するスケッチを入力します。Arduino IDEを起動して、リスト26を入力してください。

リスト26、MGLCDライブラリを用いたHello, World! (ハードウェアSPI接続)
#include <MGLCD.h>
#include <MGLCD_SPI.h>
#include <SPI.h>

#define CS_PIN 10
#define DI_PIN  9
#define MAX_FREQ (1000*1000L)

MGLCD_AQM1248A_SPI MGLCD(MGLCD_SpiPin2(CS_PIN, DI_PIN), MAX_FREQ);

void setup() {
  MGLCD.Reset();
  MGLCD.print("Hello, World!");
}

void loop() {
}

このスケッチを実行すると、AQM1248Aの画面に"Hello, World!"と表示されます。その時の画面を写真33に示します。

写真33、AQM1248Aの画面に表示された"Hello, World!"
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写真33、AQM1248Aの画面に表示された"Hello, World!"

リスト26のスケッチの動作の仕組みなどは、次のページで説明します。

5-3.MGLCDライブラリを使ってHello, World! (ソフトウェアウェアSPI編)

ソフトウェアSPI接続でArduinoとAQM1248Aを接続し、MGLCDライブラリを使って"Hello, World!"と表示する方法を説明します。

5-3-1.ArduinoとAQM1248Aの配線

まず、以下の説明を読んで、ArduinoとAQM1248Aを接続してください。

5-3-1-1.5VのArduinoの場合

Arduino Uno、Arduino Leonardoなど、I/O電圧が5VのArduinoを使う場合は、レベル変換回路が必要になります。4ページ5ページ、および6ページを読んで、配線を行ってください。

具体的には図13(抵抗分圧を使う方法)、図33(74AHC244を使う方法)、図36(HD74LVC541などを使う方法)、図39(74HC4050を使う方法)のいずれかで、配線を行ってください。どの方法が良いかは、手持ちの部品や、部品を購入する場合は部品の入手しやすさ、半田付けのしやすさ(図35では表面実装部品を使う)などを考慮して決めてください。

これらの図を再掲します。

図13(再掲)、抵抗分圧型レベル変換回路を使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ソフトウェアSPI)
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図13(再掲)、抵抗分圧型レベル変換回路を使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ソフトウェアSPI)
図33(再掲)、74AHC244を使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ソフトウェアSPI)
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図33(再掲)、74AHC244を使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ソフトウェアSPI)
図36(再掲)、HD74LVC541A/HD74LV541A/TC74VHC541FTを使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ソフトウェアウェアSPI)
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図36(再掲)、HD74LVC541A/HD74LV541A/TC74VHC541FTを使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ソフトウェアウェアSPI)
図39(再掲)、74HC4050を使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ソフトウェアSPI)
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図39(再掲)、74HC4050を使ってAQM1248Aを5V動作のArduinoに接続する場合の配線図(ソフトウェアSPI)
5-3-1-2.3.3VのArduinoの場合

Arduino M0、Arduino Dueなど、I/O電圧が3.3VのArduinoの場合は、レベル変換回路が不要で、ArduinoとAQM1248Aを直結できます。3ページの説明を読んで配線を行ってください。

3ページに載っている配線図(図7)を再掲します。

図7(再掲)、AQM1248Aを3.3V動作のArduinoと接続する場合の配線図(ソフトウェアSPI)
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図7(再掲)、AQM1248Aを3.3V動作のArduinoと接続する場合の配線図(ソフトウェアSPI)

5-3-2.Hello, World!のスケッチ

次に、"Hello, World!"を表示するスケッチを入力します。Arduino IDEを起動して、リスト27を入力してください。

リスト27、MGLCDライブラリを用いたHello, World! (ソフトウェアSPI接続)
#include <MGLCD.h>

#define SCK_PIN  13
#define MOSI_PIN 11
#define CS_PIN   10
#define DI_PIN    9
#define WAIT      0

MGLCD_AQM1248A_SoftwareSPI MGLCD(MGLCD_SpiPin4(SCK_PIN, MOSI_PIN, CS_PIN, DI_PIN),WAIT);

void setup() {
  MGLCD.Reset();
  MGLCD.print("Hello, World!");
}

void loop() {
}

このスケッチを実行すると、AQM1248Aの画面に"Hello, World!"と表示されます。その時の画面を写真33に示します。

写真33(再掲)、AQM1248Aの画面に表示された"Hello, World!"
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写真33(再掲)、AQM1248Aの画面に表示された"Hello, World!"

リスト27のスケッチの動作の仕組みなどは、次のページで説明します。

次のページでは、MGLCDライブラリでスケッチを作るのに必ず必要になる、ヘッダファイルのインクルード、オブジェクト変数の宣言、およびAQM1248Aの初期化について説明します。

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