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16x8マトリックスLED 第二弾 その4 [Arduino]

Arduino 1.0をそろそろ使ってみようかと思います。

arduino1_0.png

Arduino Wiki
http://www.musashinodenpa.com/wiki/

こちに Arduino 0023 からの変更点がいくつか記載してあります。
シリアル通信の関係他いくつか変更点があるようです。

また電光掲示板をつくってみました。
今回は、半角英数カナにも対応してみたいと思います。

以前つくったEEPROMのアドオンを使います。
eeprom_test_pic.jpg

(参照) 初めての I2C EEPROM
http://hello-world.blog.so-net.ne.jp/2011-05-22

・8x8ドット漢字フォントの恵梨沙フォントは下記のページから
ELISA Font Home Page by YAFO:
http://hp.vector.co.jp/authors/VA002310/

・4x8ドット半角フォントは、、
Mobile Computer Software Gallery
http://oohito.com/mcsg/archives/17
こちらのFontX2形式のファイルをそれぞれ使わせていただきました。

4x8ドット半角フォントには、JPNHN4X.FNT と 4DOT.FNT がありますが、4DOT.FNT がいいと思います。

前回と同じように、Tera Term から送信しますが、Arduino 1.0用のEEPROM書き込みスケッチは次のとおり。
// ★ Arduinoがシリアル受信したデータをI2C EEPROMに書き込むスケッチ
// ・8バイト毎にデータを書き込む (8で割り切れるデータサイズで)
// ・4800 baud まで (これを超えると書き込みが間に合わないと思われる)
// ・Arduino 1.0 用 (Wire.send → Wire.write)
#include <Wire.h> //I2C library

unsigned int addr=0; //first address
byte buf[8];

void setup() 
{
  Wire.begin(); // initialise the connection
  Serial.begin(4800);
  delay(10); //add a small delay
}

void loop() 
{
  if( Serial.available() >= 8 ){
    for(int i=0; i<8; i++) buf[i] = Serial.read();
    i2c_eeprom_write_page( 0x50, addr, buf, 8 );
    delay(10); //add a small delay
    addr += 8; 
  }
}

void i2c_eeprom_write_page( int deviceaddress, unsigned int eeaddresspage, byte* data, byte length ) {
  Wire.beginTransmission(deviceaddress);
  Wire.write((int)(eeaddresspage >> 8)); // MSB
  Wire.write((int)(eeaddresspage & 0xFF)); // LSB
  for (byte c = 0; c < length; c++)
    Wire.write(data[c]);
    Wire.endTransmission();
}

シリアルポートを 4800 baud で、バイナリーモードで
ELISA100.FNT、4DOT.FNT の順に続けて転送していきます。

スケッチは8byte ごとの書き込みなので、ファイルの最後の部分が書き込めませんが、データも入っていないし、使わないので気にしないことにします。
書き込み終わったら念のためライトプロテクトをしておきます。

続いて、シリアルからのデータを漢字イメージに変換し、マトリックスLEDに表示するスケッチ。
// シリアルからのテキストを電光掲示板
// ・Arduino 1.0用(0023以下では使えません)
// ・EEPROMに "ELISA100.FNT", "4DOT.FNT"
#include <Wire.h> //I2C library

void setup() {
  Wire.begin(); // initialise the connection
  Serial.begin(9600);
}

void loop() { 
  int elisa, i, j;
  unsigned int fontadrs;
  byte sjisH, scrollText[256], buf[8], txdata, chrwidth, col, row;
    // ■ LEDをクリアー ■
  for( i = 0; i < 16; i++ ) Serial.write( (byte) 0 );
    // ■ シリアルからテキスト取得 ■
  while( !Serial.available() );            // テキストが届くまで待機
  i = 0;
  do {
    if( i < sizeof(scrollText) - 5 )        // 配列に入りきるなら、、
      scrollText[i++] = Serial.read();     //   データを格納
    else  Serial.read();                   //   オーバーするなら破棄 (Arduino1.0前は .flush()でも )
    if( Serial.available() ) continue;     // データがあれば繰り返す
    delay(10);                              // 10msec待っても、
  } while( Serial.available() );           // データがなければ終了
  for( j = i; j < i+4; j++ ) scrollText[j] = ' ';      // スペース4個と
  scrollText[j] = '\0';                                // 終了コード追加
    // ■ 文字をイメージに変換しながらシリアル送信 ■
  for( i = 0; !Serial.available(); ) {     // シリアルから入力があるまで繰り返す
    sjisH = scrollText[ i++ ];              // 1byte 読み込む
    if((sjisH>=0x81 && sjisH<=0x9f) || (sjisH>=0xe0 && sjisH<=0xef)) {  // S-JISの上位1byteなら漢字
      elisa = sjisToElisa( ((unsigned int)sjisH << 8) + scrollText[ i++ ] );
      if( elisa == -1 ) elisa = 0;          // 対応コードがなければ全角スペース
      fontadrs = elisa * 8;                 // 1文字8byteなので、文字順に8をかける
      chrwidth = 8;                         // 全角は幅8ドット
    } else {		                    // 半角ANKなら、
      fontadrs = 55016 + 17 + sjisH * 8;    // Elisaサイズ+FontX2のヘッダ
      chrwidth = 4;                         // 半角は幅4ドット
    }
    i2c_eeprom_read_buffer( 0x50, fontadrs, buf, 8 );    // フォントデータ取得
    for( col = 0; col < chrwidth; col++ ) { // フォントを列ごとに取得
      for( row = 0; row < 8; row++ ) bitWrite( txdata, row , bitRead( buf[ row ], 7 - col ) );
      Serial.write( txdata );              // 文字パターンを1列ごと送信
      delay( 100 );                         // スクロールのスピード調節
    }
    Serial.write( (byte) 0 );              // 1文字毎に1列あける
    delay( 100 );                           // スクロールのスピード調節
    if( !scrollText[i] ) i = 0;             // 終わりまできたら始めに戻る
  }
}

void i2c_eeprom_read_buffer( int deviceaddress, unsigned int eeaddress, byte *buffer, int length ) {
  Wire.beginTransmission(deviceaddress);
  Wire.write((int)(eeaddress >> 8)); // MSB       (Arduino1.0前は .send() )
  Wire.write((int)(eeaddress & 0xFF)); // LSB
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(deviceaddress,length);
  for (int c = 0; c < length; c++ ) if (Wire.available()) buffer[c] = Wire.read();
}

signed int sjisToElisa(unsigned int sjiscode) {    // シフトJISからELISAフォント上の位置に
  byte jisH, jisL;
  int sp, jiscode;
    // まず、シフトJISをJISに変換
  jisH = sjiscode / 256;    // 上位バイト
  jisL = sjiscode % 256;    // 下位バイト
  jisH = (jisH - ((jisH <= 0x9F) ? 0x71:0xB1)) * 2 + 1;
  if( jisL > 0x7F ) jisL--;
  if( jisL >= 0x9E ) jisH++;
  jisL -= ((jisL >= 0x9E) ? 0x7D:0x1F);
  jiscode = (jisH << 8) + jisL;
    // JISから ELISAフォントでの文字位置を計算
  if     (jiscode>=0x2121 && jiscode<=0x222e) sp =   0;  // 一般記号
  else if(jiscode>=0x223a && jiscode<=0x2241) sp =  11;  // 集合記号
  else if(jiscode>=0x224a && jiscode<=0x2250) sp =  19;  // 論理記号
  else if(jiscode>=0x225c && jiscode<=0x226a) sp =  30;  // 幾何記号
  else if(jiscode>=0x2272 && jiscode<=0x2279) sp =  37;  // 音楽記号
  else if(jiscode==0x227e)                    sp =  41;  // 丸記号
  else if(jiscode>=0x2330 && jiscode<=0x2339) sp =  56;  // 数字
  else if(jiscode>=0x2341 && jiscode<=0x235a) sp =  63;  // 英大文字
  else if(jiscode>=0x2361 && jiscode<=0x237a) sp =  69;  // 英小文字 
  else if(jiscode>=0x2421 && jiscode<=0x2473) sp =  73;  // ひらがな
  else if(jiscode>=0x2521 && jiscode<=0x2576) sp =  84;  // カタカナ
  else if(jiscode>=0x2621 && jiscode<=0x2638) sp =  92;  // ギリシャ大文字
  else if(jiscode>=0x2641 && jiscode<=0x2658) sp = 100;  // ギリシャ小文字
  else if(jiscode>=0x2721 && jiscode<=0x2741) sp = 138;  // キリル大文字
  else if(jiscode>=0x2751 && jiscode<=0x2771) sp = 153;  // キリル小文字
  else if(jiscode>=0x2821 && jiscode<=0x2840) sp = 166;  // 罫線
  else if(jiscode>=0x3021 && jiscode<=0x4f53) sp = 886;  // 第一水準漢字
  else if(jiscode>=0x5021 && jiscode<=0x7426) sp = 929;  // 第二水準漢字
  else return -1;              // 対応文字コードがなければ -1
  return (jiscode / 256 - 0x21) * 94 + (jiscode % 256) - 0x21 - sp;
}

テキストデータは随時イメージに変換することにして、RAMをあんまり使わないようにしてみました。

eleboard2.jpg
ジャンパピンは、Arduinoからのシリアル出力(TX)を、マトリックスLEDのTiny2313の入力側につなぐようにします。
EEPROMのアドオンが載っていると不格好ですが、、。

シリアルモニターを9600baudにして、文字列を入力すると、LEDマトリックスに電光掲示板のように表示されます。

半角英数カナと全角漢字も全部OK!

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