安価な7セグメントLEDドライバTM1637のキースキャニング機能を試してみた

7セグメントLEDドライバTM1637は電子工作の代名詞的なLED表示器をシリアル通信で６桁までドライブできて安価なので重宝しています。

TM1637を表示だけに使っていたのですが，16個までキースキャニングできる機能もあるので試してみました。


機材は手持ちの以下です。
MPU：ATtiny402
7segLED：TOT5321BS-9B(３桁)
LEDドライバ：TM1637
スイッチ：タクトスイッチ，５個




大まかな構成と接続です。




キースキャニングして1byteのスキャン値を表示してみました。
何も押されていない時の値は"255"で，各スイッチは3bitとK1, K2の組み合わせで表現されます。






TM1637の表示とキースキャンのソフトの概要

TM1637のシリアル通信はI2Cのようでスレイブアドレスなどが無い独自の様式ですね(^^)。


１．表示のコマンドと流れ








２．キースキャンニングのコマンドと流れ





☆ 注意が必要な点

・TM1637のACKは8回目のクロックを終えた時にデータ線のLOWで表現されます。この時はホスト側の出力もLOWにしておき，その後ホストからクロックを１回出してACKを終了させます。

・キースキャンのバイトを読み込み，ACKを終えたらデータピンを出力に戻さないと"END"の出力もできません(^^;;;;;;;。



ま，何とか無事にキースキャンもできました。8pinのMPUなどでボタンスイッチが何個か欲しい時には便利そうです。

以下に，チェックプログラムをメモしておきます。1KB未満のプログラムなのでATtiny202でも動かしてみようかなと思っています。

/**** Check_Program for ATtiny402, 412
   3digit LED & Key (TM1637)  */


// I/O Pin for TM1637 LED Driver
#define dataPin 0
#define clockPin 1

// 7Seg LED Data  0,1,,,9
byte segData[10]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,
                  0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};

byte dispN[3]; // 3digit

void setup() {
  pinMode(dataPin, OUTPUT );  // Set Pin for TM1637
  pinMode(clockPin, OUTPUT );

  delay (100);        // waiting 100ms

  /* Init TM1637, Command1 */ 
  // 0b0100 0S00, S=0/1(Auto increment /fix Address)
  sStart();           
  s1byte(0b01000000);  
  sEnd();  
 
}

void loop() {
  byte nm=rData();           // Read Key status
  dispN[0]=segData[nm/100];       
  dispN[1]=segData[(nm%100)/10];
  dispN[2]=segData[nm%10];

  // send data (start position, number of digits)
  sData(0, 3);

  sCommand3(); // show the data
  delay (50);

}

/* send data: Command2(set RAM Address) and write data */
void sData(byte st, byte dig){
  sStart();         
  s1byte(0xC0+st); // TM1637 Address (0xC0-C5)
  for(byte i=0; i < dig; i++){
    s1byte(dispN[i]);
  }
  sEnd();
}

/* read Key : command1 (key enable), read key */
byte rData(){
  byte kv=0;    // key value
  // 0b0100 0SR0, S=0/1(Auto increment /fix Address), R=1(Read)
  sStart();           
  s1byte(0b01000010);  // set read key mode

  pinMode(dataPin, INPUT );  // Set Pin for read key
  kv=shiftIn(dataPin, clockPin, LSBFIRST); // Read 1byte
  digitalWrite(clockPin,HIGH);  // 9th pulse
  digitalWrite(clockPin,LOW);

  pinMode(dataPin, OUTPUT );  // Reset Pin for output
  digitalWrite(dataPin,LOW);     
  sEnd();

  sStart();           
  s1byte(0b01000000);  // Reset write mode
  sEnd();

  return kv;
}


// Command3,Display and Brightness setting 
void sCommand3(){
  sStart();           
  // 0b1000 DBBB (D:on/off Brightness:000-111)
  s1byte(0b10001011); 
  sEnd(); 
}

/* Start signal of serial comm. */
void sStart(){     
  digitalWrite(dataPin,HIGH) ;  // DIO High
  digitalWrite(clockPin,HIGH) ; // Clock High
  digitalWrite(dataPin,LOW);    // DIO High->Low
}

/* End signal of serial comm. */
void sEnd(){      
  digitalWrite(clockPin,HIGH) ; // Clock High
  digitalWrite(dataPin,HIGH);   // DIO Low->High 
}

/* send 1byte of command or data */
void s1byte(byte byteData){   
  digitalWrite(clockPin,LOW);   // Set clockPin LOW
  shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, byteData); // send 1byte
  digitalWrite(dataPin,LOW);    // for Ack 
  digitalWrite(clockPin,HIGH);  // 9th pulse
  digitalWrite(clockPin,LOW);
}