Пробуем организовать связь с TM1637 без библиотеки.

Поставил я себе невыполнимую задачу написать первую свою программку для ардуины. Взор упал на датчик DHT11. За три дня удалось наладить общение с датчиком без библиотеки. Обрадовался я и поставил себе еще более сложную задачу для новичка: наладить связь 4-разрядным дисплеем, где в качестве драйвера микросхема TM1637. Покурил DATASHEET, наваял за недельку в свободное время код.

Код (C++):

byte command1 = B01000000; //Команда записи данных в регистр дисплея
byte command2 = B11000000; //Команда "начальный адрес дисплея"

byte symbol_1 = 0xF0;//Символ_1
byte symbol_2 = 0x20;//Символ_2
byte symbol_3 = 0xF0;//Символ_3
byte symbol_4 = 0x80;//Символ_4
byte symbol_5 = 0xF0;//Символ_5
byte symbol_6 = 0xD0;//Символ_6


byte command3 = B10001101; //Яркость и ON/OFF дисплея
byte command4 = B01000010;//Команда чтения клавиатуры.
unsigned int bit_n;
unsigned int WAIT_HL = 0;
unsigned int pack = 0x01;
unsigned int send_byte;
//int SCL_LOW = 0; //Переменная, в которой хранится номер цикла при ожидании LOW на SCL.
//int SCL_HIHG = 0; //Переменная, в которой хранится номер цикла во время ожидания HIGH SCL.
unsigned int SCL_TM1637 = B00001000; //Задаем 3 пин, как выход SCL
unsigned int SDA_TM1637 = B00000100;  //Задаем 2 пин, как шину SDA
volatile boolean SCL_STAT = true;//Переменная, в которой хранится текущее состояние выхода SCL
volatile boolean ACK_tm1637 = false; //Переменная в которой возвращается проверка сигнала ACK (подтверждение приема байта)

void setup() {
TIMSK2 &= ~(1<<TOIE2);// Запрещаем  прерывания, сбросив бит TOIE2 в регистре TIMSK2.
TCCR2A &= ~((1<<COM2A1) | (1<<COM2A0) | (1<<COM2B1) | (1<<COM2B0) | (1<<WGM21) | (1<<WGM20));//Сбрасываем биты 7 - 4 в регистре TCCR2A, так как переключение выходов OC2A и OC2B нас пока не интересует, а также отключаем режим ШИМ (WGM).          
TIMSK2 |= (1<<TOIE2);// Разрешаем  прерывания, установив бит TOIE2 в регистре TIMSK2. Прерывание будет переворачивать сигнал на SCL
DDRD |= B00001100;  //Инициализируем третий и второй пины порта D как выходы.
PORTD |= B00001100; //Выводим HIGH на третий и второй пины порта D.
Serial.begin(9600);
}

void generator_SCL(){
PORTD = PORTD ^ SCL_TM1637; //Инвертируем третий пин порта D. Тем самым формируем сигнал SCL.
//Serial.println(PORTD);
SCL_STAT = !SCL_STAT;        //Записываем состояние SCL в переменную SCL_STAT

}



void start_transfer(){
DDRD |= B00001100;  //Инициализируем третий и второй пины порта D как выходы.
PORTD |= B00001100; //Выводим HIGH на SCL и SDA
SCL_STAT = true;
delay(1);
PORTD &= B11111011; //  Посылаем на SDA LOW, тем самым отправляем приемнику сигнал о старте передачи данных (SCL = HIGH).
TCCR2B = 0x02;       //Подключаем 2 Мгц к Таймеру2. Таймер начинает считать до 255, вызывать подпрограмму прерывания (generator_SCL()) и сбрасываться в 0.
}

void stop_start(){  //Используется после инициализации и перед третьей командой
WAIT_HL = 0;
while(WAIT_HL < 2000){     //Ждем LOW на SCL (см. DATASHEET TM1637
  if(!(PIND & B00001000)){     //Если пришел LOW,
    //Serial.println("GOOD");
    WAIT_HL = 2000;         //идем дальше
  }
  WAIT_HL += 1;
}
  WAIT_HL = 0;
PORTD |= SDA_TM1637;               //выводим 1 на пин SDA,
while(WAIT_HL < 50){
  WAIT_HL += 1;
  }
WAIT_HL = 0;
PORTD &= B11111011;               //выводим 0 на пин SDA,    
}
 

void end_transfer(){
TCCR2B = 0x00;       //Останавливаем Таймер2.
PORTD |= B00001000;  //Выводим на SCL HIGH
SCL_STAT = true;     // Не забываем присвоить переменной статуса SCL значение true
DDRD |= B00000100;   //Инициализируем второй пин порта D (SDA) как выход.
PORTD &= B11111011;  //Выводим на SDA LOW.
delay(1);
TCNT2 = 0;           //Обнуляем таймер.
PORTD |= B00000100;  //Выводим на SDA HIGH.
}

void wait_ack(){
ACK_tm1637 = 0;
WAIT_HL = 0;
while(WAIT_HL < 2000){     //Ждем LOW на SCL (см. DATASHEET TM1637
  if(!SCL_STAT){     //Если пришел LOW,
    //Serial.println("GOOD");
    WAIT_HL = 2000;         //идем дальше
  }
  WAIT_HL += 1;
}
DDRD &= B11111011;          //Инициализируем пин SDA как вход
PORTD |= B00000100;         //Подключаем подтягивающий резистор к SDA
WAIT_HL = 0;
while(WAIT_HL < 2000){    //Начинаем слушать шину SDA не более 2000 циклов
   //Serial.println(PORTD);
   if(!(PIND & B00000100)){//Если  SDA = LOW,
    Serial.println("OK");
    Serial.println(pack);
       WAIT_HL = 2000;
       ACK_tm1637 = 1;       //присваиваем переменной ACK_tm1637 значение 1, как подтверждение получения ACK
     }
    WAIT_HL += 1;
   }
if(ACK_tm1637 == 0){
   Serial.println(pack);
   Serial.println("NO ACK!");
}
WAIT_HL = 0;
while(WAIT_HL < 2000){     //Ждем положительного фронта на SCL (см. DATASHEET TM1637
  if(PIND & B00001000){     //Если пришел положительный фронт,
    //Serial.println("GOOD");
    WAIT_HL = 2000;         //уходим в loop
  }
  WAIT_HL += 1;
}
WAIT_HL = 0;
DDRD |= B00000100;  //Инициализируем второй пин (SDA) порта D как выход.
}


void byte_send(){
send_byte = pack;
//DDRD |= B00000100;  //Инициализируем второй пин (SDA) порта D как выход.
bit_n = 0;
while(bit_n <= 7){             //отправляем байт на SDA
//Serial.println(pack);
//Serial.println(bit_n);  
    if(!SCL_STAT){                 //Если пин SCL переключился на LOW
      //Serial.println(pack);
      if(send_byte & B00000001){            //Если младший бит равен 1,
      //Serial.println("1");
      PORTD |= SDA_TM1637;               //выводим 1 на пин SDA,
      send_byte = send_byte >> 1;                 //сдвигаем байт на 1 бит вправо и переходим к отправке следующего бита.                          
      bit_n += 1;
      //i += 1;
      while(!SCL_STAT){}              //Ждем HIGH на SCL
         } else{                            //Если младший бит равен 0
       //Serial.println("0");
        PORTD &= ~SDA_TM1637;           //выводим на SDA 0,
        send_byte = send_byte >> 1;            //сдвигаем байт вправо на 1 бит и переходим к отправке следующего бита
        bit_n += 1;
       // z +=1;
     
       while(!SCL_STAT){}              //Ждем HIGH на SCL
      }
     }
 
}
//Serial.println(pack);
//wait_ack();                        //После передачи байта переходим в подпрограмму ожидания сигнала подтверждения приема
}


void loop() {
//delay(1000);
//Serial.println(pack);
start_transfer();
pack = command1;
byte_send();
wait_ack();
stop_start();
pack = command2;
byte_send();
wait_ack();
pack = byte(random());
byte_send();
wait_ack();
pack = byte(random());
byte_send();
wait_ack();
pack = byte(random());
byte_send();
wait_ack();
pack = byte(random());
byte_send();
wait_ack();
//pack = symbol_5;
//byte_send();
//wait_ack();
//pack = symbol_6;
//byte_send();
//wait_ack();
stop_start();
pack = command3;
byte_send();
wait_ack();
pack = command4;
byte_send();
wait_ack();
end_transfer();
delay(5000);
}




ISR(TIMER2_OVF_vect) {
generator_SCL();
}

А работать он не хочет. Хотя сигнал ACK от TM1637 приходит. Похоже, я не совсем разобрался в структуре команд данной микросхемы. Замечена следующая странность. Если залить в Ардуино простейший скетч с библиотекой для работы с TM1637, подождать вывода на экран каких-нибудь цифр, а потом залить мой код, то с каждой отправкой пакетов на дисплее начинают менять кракозябры.

Причем, такое происходит, даже если отправлять постоянные, а не рандомные значения. Тоесть, в память TM1637 что-то записывается , но что и по какой логике - не понятно. Если сделать рестарт Ардуины, то на дисплее не светится ни один сегмент.
Не совсем понятен следующий момент из даташита. Что значит инициализация? Правильно ли я понял, что это команда 0100 0000? В блок-схеме получается три команды: инициализация, команда записи в память, начальный адрес. А на графике две команды.

 

Желательно работать с библиотекой.

 

Ну вот из библиотеки, например, можно удалить много ненужного для простой задачи кода. Вот, что получилось. Этого достаточно, чтобы отображать какие либо символы. Зажигать по отдельности любой сегмент:

Код (C++):

#define SCL_TM1637  3  //Задаем 3 пин, как шину SCL
#define SDA_TM1637  2  //Задаем 2 пин, как шину SDA
int pack;

byte command1 = B01000000; //Команда записи данных в регистр дисплея
byte command2 = B11000000; //Команда "начальный адрес дисплея"

byte symbol_1 = 0x76;//Символ_1
byte symbol_2 = 0x79;//Символ_2
byte symbol_3 = 0x38;//Символ_3
byte symbol_4 = 0x73;//Символ_4

byte command3 = B10001111; //Яркость и ON/OFF дисплея

void setup() {}

void TM1637_start()// просто функция "старт" для протокола I2C
{
   PORTD |= 1<<SCL_TM1637;
   PORTD |= 1<<SDA_TM1637;
_delay_us(2);
  PORTD &= ~(1<<SDA_TM1637);
}

void TM1637_stop() // просто функция "стоп" для протокола I2C
{
  PORTD &= ~(1<<SCL_TM1637);
_delay_us(2);
  PORTD &= ~(1<<SDA_TM1637);
_delay_us(2);
  PORTD |= 1<<SCL_TM1637;;
_delay_us(2);
  PORTD |= 1<<SDA_TM1637;
}


void TM1637_writeByte(int8_t pack){ // служебная функция записи данных по протоколу I2C, с подтверждением (ACK)

  uint8_t i;
    for(i=0;i<8;i++)  
  {
   PORTD &= ~(1<<SCL_TM1637);
    if(pack & 0x01)
  { PORTD |= 1<<SDA_TM1637;}
    else {PORTD &= ~(1<<SDA_TM1637);}
  _delay_us(3);
    pack = pack>>1;
    PORTD |= 1<<SCL_TM1637;
  _delay_us(3);
  }
  PORTD &= ~(1<<SCL_TM1637);
  _delay_us(5);
  DDRD &= ~(1<<SDA_TM1637);// если поменяете порт на какой-то другой кроме PORTD, то тут тоже все DDRD на другие DDRx менять надо будет
  while((PIND & (1<<SDA_TM1637)));
  DDRD |= (1<<SDA_TM1637);
  PORTD |= 1<<SCL_TM1637;
  _delay_us(2);
  PORTD &= ~(1<<SCL_TM1637);
}


void TM1637_init()// инициализирует переменные, назначает порт и пины для связи с дисплеем, а потом чистит дисплей
{
   DDRD |= (1<<SCL_TM1637) | (1<<SDA_TM1637);
}

void TM1637_send(){
TM1637_init();                   //Инициализируем пины SCL и SDA как выходы
TM1637_start();
pack = command1;                    //Команда записи в регистр дисплея
TM1637_writeByte(pack);
TM1637_stop();
TM1637_start();
pack = command2;                   //Команда начального адреса для автоинкремента адреса
TM1637_writeByte(pack);
pack = symbol_1;                   //Символ 1
TM1637_writeByte(pack);
pack = symbol_2;                   //Символ 2
TM1637_writeByte(pack);
pack = symbol_3;                  //Символ 3
TM1637_writeByte(pack);
pack = symbol_4;                   //Символ 4
TM1637_writeByte(pack);
TM1637_stop();
TM1637_start();
pack = command3;                  //Команда, задающая яркость дисплея
TM1637_writeByte(pack);
TM1637_stop();
delay(2000);
}

void loop() {
//Свой код (symbol_1 = ,  symbol_2 =, symbol_3 =, symbol_4 = ...)
TM1637_send();
}

 

Код взят отсюда http://xn--90azbaece.xn--p1ai/?p=97 Для удобства можно еще оставить таблицу-генератор символов.

 

Ей можно управлять только там, где она есть) В моем шилде в десятичных точках попросту нет светодиодов) В библиотеке как раз есть управление точкой. Смотрите внимательно по ссылке, которую я выше привел. А, она неправильно вставилась. Исправляюсь http://xn--90azbaece.xn--p1ai/?p=97 Наличие точки можно проверить, записав в какой-либо из сегментов B10000000, если я все правильно понял. Но если у вас шилд с работающим двоеточием это уже говорит об отсутствии десятичных точек, по-моему.

 

TM1637 для МК STM8
Компилятор SDCC

 

Ну почему же "ни в одной ни строчки"?. Есть, например в TM1637Display (https://github.com/avishorp/TM1637/)

Код (C++):

@param num The number to be shown
  //! @param dots Dot/Colon enable. The argument is a bitmask, with each bit corresponding to a dot
  //!        between the digits (or colon mark, as implemented by each module). i.e.
  //!        For displays with dots between each digit:
  //!        * 0.000 (0b10000000)
  //!        * 00.00 (0b01000000)
  //!        * 000.0 (0b00100000)
  //!        * 0.0.0.0 (0b11100000)
  //!        For displays with just a colon:
  //!        * 00:00 (0b01000000)
  //!        For displays with dots and colons colon:
  //!        * 0.0:0.0 (0b11100000)
  //! @param leading_zero When true, leading zeros are displayed. Otherwise unnecessary digits are
  //!        blank. NOTE: leading zero is not supported with negative numbers.
  //! @param length The number of digits to set. The user must ensure that the number to be shown
  //!        fits to the number of digits requested (for example, if two digits are to be displayed,
  //!        the number must be between 0 to 99)
  //! @param pos The position of the most significant digit (0 - leftmost, 3 - rightmost)
  void showNumberDecEx(int num, uint8_t dots = 0, bool leading_zero = false, uint8_t length = 4, uint8_t pos = 0);

 

Ну, да нет идеальных библиотек, увы. Но прежде чем писать свою библиотеку с нуля, может стоит поучиться на примерах других Взять существующую библиотеку, разобраться как она утсроена. А потом убрать,то что считаете лишним, и добавить то, что считаете нужным.

Ваши эксперименты дело хорошее, но до библиотке пока еще как до луны. Вот захочется мне, например пины 10 и 11 использовать? И что?