Raspberry Pi Pico MicroPython I2C LCD AQM0802A表示テスト

　Raspberry Pi Picoで、MicroPythonを使い、I2C LCD 0802Aの表示テストをします。

　これまで、AQM0802Aは、PICやArduinoで利用し、その表示プログラムはJH7UBCホームページに掲載しています。AQM0802Aのコントローラは、ST7032です。ST7032のライブラリがあれば、それを利用するのが簡単です。

　今回はMicroPythonでのI2Cの使い方の勉強なので、ライブラリを使わないで、プログラミングをします。（ライブラリがあるのか、確認していません）

　PicoとAQM0802Aの接続回路図です。id=0 SCL=GP17,SDA=GP16としました。

　I2Cデバイスへの書き込みメッソドには、writeto(addr,buf)やwriteto_mem(addr,memaddr,buf)などがあります。

　writeto(addr,buf)で、addr=0x3e,buf[0]=0x00,buf[1]=0x02としてI2CのSCLとSDAを観測してみました。赤線がSCL、青線がSDAです。OKです。

　スクリプトです。Qiitaさんの旧版スクリプト、新版スクリプト、Tdukurelさんのスクリプトを参考にさせていただきました。

　LCDを初期化した後、1行目に「JH7UBC」が表示され、2行目に数値が0からカウントアップされます。

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from machine import Pin, I2C
import utime

i2c = I2C(0,freq=100000,scl=Pin(17),sda=Pin(16))
addr=0x3e
buf=bytearray(2)

def write_cmd(cmd):

    buf[0]=0x00

    buf[1]=cmd

    i2c.writeto(addr,buf)

def write_char(char):
    buf[0]=0x40

    buf[1]=char

    i2c.writeto(addr,buf)

def print(str):

    for c in str:

        write_char(ord(c))

def LCD_cursor(x,y):

    if y==0:

        write_cmd(0x80+x)

    if y==1:

        write_cmd(0xc0+x)

def LCD_clear():

    buf[0]=0x00

    buf[1]=0x01

    i2c.writeto(addr,buf)

    utime.sleep(0.001)

def LCD_home():

    buf[0]=0x00

    buf[1]=0x02

    i2c.writeto(addr,buf)

    utime.sleep(0.001)

def LCD_init():

    orders = [b'\x38', b'\x39', b'\x14', b'\x73', b'\x56', b'\x6c',b'\x38', b'\x0c', b'\x01']

    utime.sleep(0.04)

    for order in orders:

        i2c.writeto_mem(addr, 0x00, order)

        utime.sleep(0.001)

LCD_init()
LCD_clear()
LCD_home()
print('JH7UBC')
num=0

while True:

    LCD_cursor(0,1)

    print(str(num))

    num=num+1

    utime.sleep(1)

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　LCD初期化の手順について説明します。各コマンドを順番にLCDに送ります。

　0x38　#8bit,2line

　　↓

　0x39　#IS=1:extension mode set

　　↓

　0x14　#Internal OSC Frequency

　　↓

　0x73　#Contrast 私の場合この値がちょうど良いコントラスト（要調整）

　　↓

　0x56　#Power/ICON/Contrast control

　　↓

　0x6C　#Follower control

　　↓

　0x38　#IS=0:extension mode cancel

　　↓

　0x0C　#Display ON

　　↓

　0x01　#Clear Display

　ブレッドボードです。無事表示されました。

Raspberry Pi Pico MicroPython I2C テスト

Raspberry Pi PicoのI2Cのテストをします。

machineからI2Cモジュールをインポートします。

コンストラクタI2Cの仕様は、I2C(id, scl, sda, freq)です。

idだけを指定した時のデフォルト値は、

id      sda　　scl　　　freq

0　GPIO8　GPIO9　400000(400KHz)

1　GPIO6　GPIO7　400000(400KHz)

です。

なお、I2Cはid=0か1で次の12の組み合わせで利用することができます。

id      sda　　scl　

0    GPIO0   GPIO1

1    GPIO2   GPIO3

0    GPIO4   GPIO5

1    GPIO6   GPIO7　デフォルト

0    GPIO8   GPIO9　デフォルト

1    GPIO10   GPIO11

0    GPIO12   GPIO13

1    GPIO14   GPIO15

0    GPIO16   GPIO17

1    GPIO18   GPIO19

0    GPIO20   GPIO21

1    GPIO22   GPIO23

　I2CバスにI2C LCD AQM0802Aを接続して、I2Cアドレスを調べてみます。

　スクリプトです。id=0としましたので、AQM0802AのSDAはGP8にSCLはGP9に接続します。実行結果はshellに表示されます。

　shellの上段は、I2C(1)の場合、下段はI2C(0)の場合です。

　freqとSCLとSDAのピン番号が表示されます。デフォルト値ですね。

　I2Cのクロック周波数は、最大400KHzになると思ったのですが、399361Hz(399.361KHz)と表示されました。この値が最大値のようです。

　AQM0802AのI2Cスレーブアドレスは62=0x3eと表示されました。

　次に、クロック周波数frqとscl,sdaを変えてみましょう。freq=100KHz(標準の周波数)、scl=GP17,sda=GP16の場合のスクリプトです。

　次は、I2C LCD AQM0802Aの表示テストをします。

Raspberry Pi Pico Micro Python ロータリーエンコーダ テスト

　前の記事でテストしたピン割込みを利用して、ロータリーエンコーダの回転方向を判定するスクリプトのテストをしました。

　まず、回転報告を判定する方法を説明します。ロータリーエンコーダのA,B端子はプルアップしておきます。ロータリーエンコーダを回転させると下の図のように、各端子の電圧が時間とともに変化します。

　A,Bの状態が変化した時（割込みが発生した時）のA,Bの値を読み取り、(B<<1)+Aの前の値と現在の値のXORをとると、時計回り（右回り）の時は、その値は、0か1になり、反時計回り（左回り）の時は、2か3になります。

　つまり、判定式D<2で時計回り、D>=2の時反時計回りと判定することができます。

　スクリプトです。

 　4行目5行目　ロータリーエンコーダのA,Bが接続されるGPIO14とGPIO15を入力、プルアップに設定。

　34行目35行目　ピン割込みの設定、トリガは、立下りと立ち上がり、両方で割込みがかかるように設定。

　14行目からが、割込み時に回転方向を判定する関数です。

　最初、countをインクリメント、デクリメントするのに、count++,count--を使ったのですが、これが原因でエラーがでてしまいました。この原因が分からず、数時間を無駄にしました。MicroPythonではこの記述は通らないんですね。

　それから、判定の基準ですが、今までPICなどでのプログラムでは、count>=4でRIGHT、count<=4でLEFTとしたのですが、count>=3,count<=3の方がスムーズに判定するので、この値にしました。

　このスクリプトで実際にロータリーエンコーダを動かしてみると、一番最初のクリックだけ判定しませんが、その後はロスなく判定してくれました。

2021.12.3追記

　上の問題を解決する方法が分かりました。スクリプトを次のように訂正してください。最初PinA=1,PinB=1なので

　8行目　befDat=0x11　としてください。

これで、最初からスムーズに動くはずです。

　判定された結果は、shellに表示されます。

　接続回路図です。

ブレッドボードです。ロータリーエンコーダは、中華製の安価なものを使いました。かなりチャタリングがあるのですが、今回のスクリプトは、うまく回転方向を判定できます。

Raspberry Pi Pico MicroPython Pin割込みテスト

　Raspberry Pi Picoのピン（状態変化）割込みのテストをします。

　例として、GPIO15のスイッチを押すたびにLEDが点灯と消灯を繰り返すスクリプトを試します。

　4行目　スイッチ(btn)は、GPIO15に接続し、入力、プルアップします。

　11行目　ピンの電圧の立下り(FALLING)で割込みがかかります。割込みがかかるとhandlerで指定された関数（ここでは、led_toggle()）が実行されます。

 

　回路図です。

　ブレッドボードです。

　タクトスイッチを使っていますが、チャタリングのため、押し方によっては誤動作することがあります。

Raspberry Pi Pico MicroPython Timer割込み

　Raspberry Pi Pico(RP2040)は、内部に16ビットタイマを持っていて、周期的（定期的に）割込みをかけ、設定した処理を行うことができます。

　タイマの動作モード(mode)は、

　ワンショット（Timer.ONE_SHOT）と

　周期タイマ(Timer.PERIODIC)の２つです。

　割込みがかかった時に呼び出される関数(callback関数)を指定します。

　タイマ周期の指定方法は、

　freq(周波数(Hz単位))と

　tick_hz引数とperiod引数で周期を指定する方法があります。

　この割込みを使うためのmachine.Timerコンストラクタの仕様は

　Timer(id,mode,callback,period,tick_hz,freq)　です。

　id=-1

　mode　Timer.ONESHOTまたはTimer,PERIODIC

　period　タイマのカウント数（tick_hz単位でのカウント数）

　tick_hz　タイマのカウント周波数（Hz単位の整数）

　freq　タイマの周波数（Hz単位の整数）

　Pico内蔵のLED(Pin25に接続されている)をタイマ割込みで点滅させる、いわゆるLチカのスクリプトです。

　Web上にあったいくつかの例をコピーさせていただきました。いずれも周期タイマ（PERIODIC）を利用しています。

例１　cllback関数tica2()を定義しています。initはタイマを初期化するメソッドです。

例２　コンストラクタTimerの中にすべての処理を記載しています。

例3　タイマ初期化メソッドの中にすべての処理を記載しています。

　例1～例3のいずれも動作しました。

　lambdaは、ラムダ式、無名関数といい、こんな風に使われるですね。まだよく理解していません。

　Python(MIcroPython)については、まだまだ勉強不足でよくわ分からないことが多いですが、様々な事例を実行していくことによって、少しずつ習得していこうと思っています。