Show a number on a 7-segment LED display

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Dr Nathan Scott & Dr Hiroyuki Kagawa · July 2002

You should now have an AVR set up on a breadboard. In this section I will show you how to connect a 7-segment LED display to the AVR so that the AVR can show human users a decimal number. I will show you two ways to do this, first by directly connecting the AVR to the LED unit; and then (in the next tutorial) using a special purpose "LED driver" chip, which uses fewer of the available data pins on the AVR.

７セグLEDによる数字表示

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ネーサン・スコット（訳：香川博之）  · 2002年7月

これまでの作業でAVRをブレッドボードに取り付けることができた。ここでは，７セグLEDをAVRにどのように接続するかを示す。これにより１０進数を表示することができるようになる。まず，そのLEDをAVRに直接接続する方法について説明する。次章ではAVRの数本の端子を利用するだけですむLED表示専用ICを使う方法について説明する。

7-segment LED units

A 7-segment LED unit is a group of 7 independant LEDs in one package. The LEDs can be turned on by an external circuit so that various patterns are displayed. They can show all the digits and certain letters of the Roman alphabet, for example "E", "H", "L" and "P" - so you could use several displays side-by-side to show "3215", "HELP" or "HELLO". LED displays are seen on some digital clocks, they are good because they can be read in a dark room. It may be difficult to read them in bright daylight, however.

Most LED display units have an 8th LED which is for the decimal point in a number.

Direct connection method

The AVR data pins can deliver up to 100mA to a load, and are powerful enough to drive an LED directly, as you have seen. A quick way to connect the AVR to the LED display is to drive each of the 8 LEDs from 8 data pins on the AVR. The AVR has 4 data ports, all of which have 8 pins and can be used for digital input and output (I/O), so we can drive up to 4 "digits" this way.

• Implement the circuit shown in Figure 1 on your breadboard

７セグLEDユニット

７セグLEDユニットは一つのパッケージの中に独立した７個のLEDをもっている各LEDは外部電流によって点灯させることができるため，様々なパターンを表示できる。全ての数字と特定のアルファベット（例えばE，H，L，P）を表示できるので，横に並べると「3215」，「HELP」や「HELLO」の表示ができる。LED表示器はデジタル時計に使われていたりする。暗い部屋でも読むことができるので，いい表示器である。しかし，明るい部屋では読みにくいかもしれない。

多くのLED表示ユニットは小数点を表示するために８個のLEDをもっている。

Direct connection method

AVRのデータ端子は負荷に対して100mAまでの電流を供給できるため，LEDを直接駆動することができる。AVRにLED表示器を簡単に接続する方法は，表示機内の８個のLEDをそれぞれAVRの８個のデータ端子に接続することである。デジタルI／Oを利用できるので，この方法で４桁までの表示が可能になる。

• ブレッドボード上で図１のように配線する。

• Now open the project "seven_seg.prj" using ICCAVRIDE. The source file "seven_seg.c" contains the following code:

• ICCAVRIDEで「seven_seg.prj」というプロジェクトファイルを開く。「seven_seg.c」というソースファイルは下記のように記述されている。

/*

Code for a crash course in AVR programming

Example "seven_seg.c"

Dr Nathan Scott, July 2002

This program drives an external 7-segment common-anode LED display

directly using PORTC

*/

#include "environment.h"

#include "delay.h"

void Idle()

// ignore this for now, it is used by the UART code in a later example

{

}

void main()

{

    char i;

    // set up control over PORTC

    PORTC = 0; // put a definite start value into the register for PORTC

    // - it's best not to leave this to chance

    DDRC = 0xFF; // set the direction of all the pins of PORTC to "output".

    while (1) // endless loop, will run forever

    {

        for (i = 0; i < 0xFF; i++)

        {

            PORTC = i; // this will turn on a unique combination

            // of the 8 LEDs in the display! However only a few such

            // combinations will be recognisable as numbers!

            DelayMs(100); // human beings need time to read

        }

    }

}