Arduinoがあなたのトレーナーに――「運動しなさい！ 電光掲示板」を作る：アイデア・ハック!! Arduinoで遊ぼう（8）（2/3 ページ）

[三月兎，MONOist]

ディスプレイに自由に文字を表示するには？

　Arduinoとシリアル→パラレル変換ボード付16x2 OLEDカラーディスプレイの組み合わせは、配線が非常に楽になるというメリットがありますが、その代わり、Arduinoで用意されているライブラリ「LiquidCrystal」が使用できなくなります。

　LiquidCrystalは、日立製作所（現：ルネサス エレクトロニクス）製のコントローラIC「HD44780」とその互換チップセットをベースにしたLCDを制御するためのライブラリです。このライブラリを使うと、文字の表示や削除以外にも、カーソルの位置を指定したり、表示方向を変えたりできます。

　今回、LiquidCrystalが使えなくなったので、これらと同様の機能を自分でプログラムしなくてはなりません。文字を表示するのは、前述のように「Serial.print("Arduino");」と記述するだけです。表示した文字をクリアしたり、カーソルの位置を指定したりするにはESCシーケンスで表示の制御を行います。実際には、表3のように、ESC文字（ASCIIコードの「27」：16進数で「0x1b」）を送った後、コマンド文字を送信して制御するわけです。

表3　今回使用するESCシーケンス。他にも制御コマンドがある

　カーソル位置の制御には、「@,A,〜,O」をアドレスとして使用します（画像7）。ESC文字（0x1b）を送信した後、「コマンド（G）,X座標,Y座標」を送信します。シリアルポートにバイナリデータを出力するので、「Sirial.write()」を使っていることに注意してください。

画像7　ディスプレイ上のどのエリア（位置）に各文字を表示するかを決定。それぞれカーソルのスタート位置は“青色●”の地点となる　※画像クリックで拡大表示

　今回のモジュール構成は、次のようになります（画像8）。

画像8　各エリアに文字列を表示する関数と、カーソル位置指定関数、ESCシーケンス送信関数を用意した　※画像クリックで拡大表示

統合開発環境「Arduino IDE」でスケッチ（プログラム）を作成

　それでは、Arduinoの統合開発環境「Arduino IDE」で、スケッチ（プログラム）を作成していきましょう（スケッチ1、スケッチ2、スケッチ3）。

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// 定数の定義
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//OLEDエスケープシーケンス
char OLED_CLR[2] = {0x1b,'C'};              //クリア
char OLED_CURSOR[4] = {0x1b,'G','@','@'};   //カーソル位置設定（x、y）
//OLEDカーソル位置を表す文字
char OLED_CURSOR_POSITION[16] = {'@','A','B','C'
                               ,'D','E','F','G'
                               ,'H','I','J','K'
                               ,'L','M','N','O'};
//OLED1行目（左）の表示領域
const int OLED_1L_POS_X = 0;
const int OLED_1L_POS_Y = 0;
const int OLED_1L_LEN = 8;
//OLED1行目（右）の表示領域
const int OLED_1R_POS_X = 11;
const int OLED_1R_POS_Y = 0;
const int OLED_1R_LEN = 5;
//OLED2行目の表示領域
const int OLED_2L_POS_X = 0;
const int OLED_2L_POS_Y = 1;
const int OLED_2L_LEN = 16;
 
//タイマーの値
const int TIME_VALUE = 60;
//1分間（ミリ秒）
const unsigned long ONE_MINUITE = 60L * 1000L;
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// グローバル変数の定義
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unsigned long G_time = TIME_VALUE;                   //タイマーの時間
unsigned long G_start_time;                          //スタートボタンを押してからの時間
 

スケッチ1　「運動しなさい！ 電光掲示板」のスケッチ。定数の定義

　いつもとスケッチの様子が異なりますが心配ありません！ 先ほど説明した“ディスプレイに文字を表示させるための前提”と照らし合わせながら眺めてもらえれば、「なるほど〜！」と理解できると思います。

　最初に、今回のプログラムに必要な定義から見ていきましょう。5〜23行目は、ディスプレイに文字を表示するのに必要な定数の定義です。

　5行目は、表示をクリアするためのESCとCをセットにした配列です。続く6行目は、カーソル位置を指示するための配列です。初期値は「x=@, y=@」なので、1行目の左端です。8行目は、カーソル位置を指定するためのアドレスとなる文字です。

　13行目がタイム表示エリアのX座標、14行目がY座標。15行目で最大文字数を指定しています。同様に、状態表示エリア（17〜19行目）とメッセージ表示エリア（21〜23行目）も指定しました。

　26行目の「TIME_VALUE」は1分単位で指定します。「0」になったときにメッセージが表示されます。

　28行目で、カウントダウン用の定数を指定します。ここで右辺が「60L * 1000L」となっているのは、long型で計算するためです。「L」の添え字を外すと、計算結果がint型になって定数に格納されてエラーの原因になります。