🎇Atmega128 4 digit 7 segment 제어하기

마이크로프로세서를 사용한 제품에서 숫자 표기장치로 제일 많이 사용하는 부품은 7-Segment(FND : Fluorescent numeric display, 형광 숫자 표시기)이다. FND는 숫자를 표기하기 위해 LED소자를 7개로 구성되어있다.

LED소자 7개로 숫자를 표현하기때문에 7-Segment라고 부른다. 소수점을 포함하는 DP단자까지 표현하면 총 8개의 LED로 구성되어있다.

 

Maximum number on 7-segment display using N segments : Recursive - GeeksforGeeks

7-segment는 Common cathode type과 Common anode type으로 나뉘는데 전자는 전원을 GND에 연결하고 소자에 0이라는 신호가 들어와야 LED가 점등되지만 후자는 전원을 VCC에, 소자에는 1이라는 신호를 입력해야 LED가 켜진다.

위 스펙은 7-segment의 모델마다 다르기 때문에 Datasheet을 무조건 참고해야한다.

 

참고로 본 회로를 연결할 때 LED에 들어가는 선에 220옴에서 470옴 사이의 저항을 연결해줘야한다.

LED 7-Segment 0.56" Red CC 4-Digit - ProtoSupplies

FND 구동방식에는 Dynamic방식과 Static방식이 있다. 

 

Dynamic 방식은 FND전체를 ON하는게 아닌 여러개의 Part를 번갈아 가면서 On, Off을 가해주는 방식이다. 즉 눈의 착시현상을 이용한 방식이다.

Static방식은 모든 FND를 포트나 플립 플롭을 이용해서 한번에 On하는 방식이지만 Dynamic방식에 비해 소자별 구동시간이 길어 전류소모량이 많다.

 

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FND 폰트를 구성하는 방법은 두가지이다. Hex값을 이용하거나 이진수 값을 이용하는 방법이다. 아래가 그 표이다.

 

이진값을 이용하고싶다면 0bxxxxxxxx형식으로 배열을 만들어서 사용하면 되고 Hex값을 이용하면 0xc0와 같이 표기 가능하다. 나는 Hex값을 이용하였다.

 

아래의 코드는 7-segment를 1~9999까지 순서대로 증가하는 코드이다.

#include<mega128.h>
#include<delay.h>

#define Q0 PORTB.0
#define Q1 PORTB.1
#define Q2 PORTB.2
#define Q3 PORTB.3

#define S1 {Q0 = 1; Q1 = 0; Q2 = 0; Q3 = 0;} // 1번째 FND 선택
#define S2 {Q0 = 0; Q1 = 1; Q2 = 0; Q3 = 0;} // 2번째 FND 선택
#define S3 {Q0 = 0; Q1 = 0; Q2 = 1; Q3 = 0;} // 3번째 FND 선택
#define S4 {Q0 = 0; Q1 = 0; Q2 = 0; Q3 = 1;} // 4번째 FND 선택

#define FND PORTA // PORTA 활성화

const char Font[10] = {0xc0,0xf9,0xa4, // 0,1,2
                       0xb0,0x99,0x92, // 3,4,5
                       0x82,0xf8,0x80, // 6,7,8
                       0x90}; // 9
int count=0; // count 변수 생성

void segment(unsigned int number)
{
    unsigned int Buff, i;
    unsigned char D1000, D100, D10, D1;
    
    D1000 = number/1000; //천의 자리
    Buff = number % 1000; // 1000으로 나눈 나머지 값 저장
    D100 = Buff / 100; // 백의자리
    Buff = Buff % 100;  // 100으로 나눈 나머지 값 저장
    D10 = Buff / 10;  // 십의자리
    D1 = Buff % 10;   // 일의자리
    
    for (i = 0; i <10; i++)
    {
    S1; // 첫 번째 FND를 ON 시킨다.
    FND = Font[D1000]; // 천의 자리수를 출력한다.
    delay_us(500);   // 500us 딜레이
    FND = 0xff;
    S2; // 두 번째 FND를 ON 시킨다.
    FND = Font[D100]; // 백의 자리수를 출력한다.
    delay_us(500);
    FND = 0xff;
    S3; // 세 번째 FND를 ON 시킨다.
    FND = Font[D10]; // 십의 자리수를 출력한다.
    delay_us(500);
    FND = 0xff;
    S4; // 네 번째 FND를 ON 시킨다.
    FND = Font[D1]; // 일의 자리수를 출력한다.
    delay_us(500);
    FND = 0xff;
    }

}


void Port_init(void)
{
    DDRB = 0xff; // 포트 A를 출력으로 설정한다.
    DDRA = 0xff; // 포트 B를 출력으로 설정한다.
}

void main(void)
{
    Port_init();
    Q0=Q1=Q2=Q3=0; // 모든 FND(0~3)를 선택(ON)한다.
    while(1)
    {   
        count++;            
        segment(count);
        if(count == 9999) count = 0;
    }
}

회로 구동 영상은 다음과 같다.