Hallo allemaal,
Voor ik begin eerst dank aan iedereen die mee heeft geholpen bij het uitzoeken van de werking en aansturing van de FDS184/FDS185 borden en dan met name dank aan 'blurp' voor het uitzoeken van het CPLD 'protocol'
Er zijn hier al een aantal topics voorbij gekomen over het aansturen van de bekende FDS184 / FDS185 led matrix borden. Over het algemeen lijkt men er voor te kiezen om de CPLD er af te halen en de microcontroller rechtstreeks aan het schuifregister e.d te hangen.
Zelf heb ik dat pad in eerste instantie ook bewandeld en ben aan de slag gegaan met 3 schermen i.c.m een mbed controller. Al met al is dat prima gelukt maar een mbed controller is toch wel wat overkill en het vergt behoorlijk wat IO lijnen als je het allemaal aan 1 controller wilt hangen. Één controller per led matrix scherm is natuurlijk ook een optie maar dat is in de synchronisatie weer wat lastiger. Al met al voldoet de oplossing met de mbed controller prima voor die ene toepassing maar aangezien ik nog een paar led matrix borden had liggen vond ik de oplossing van blurp door de CPLD met slechts één IO lijn aan te sturen veel mooier.
Aangezien de puzzelstukjes die nodig zijn voor het aansturen van de CPLD redelijk verspreid zijn over dat topic ben ik er ingedoken om te kijken of ik die aansturing met behulp van een PIC16F1847 voor elkaar kon krijgen en eea goed vastleggen zodat het wellicht bruikbaar kan zijn voor anderen.
Waarom een PIC vraag je je misschien af.. Simpel antwoord, die had ik nog liggen. 
Sterker nog, ik heb een hele voorraad verschillende PIC's liggen maar die bleken bijna allemaal van het 16LFxxx type te zijn waarbij het voltage tot max 3.Xxv gaat
en wel 5V tolerant op de IO zijn maar waarbij ik niet het risico wilde lopen dat de FDS184 die 3.xx op de RX niet opvangt.
Anyway, lang verhaal kort, de 16F1847 voldeed in de basis aan de voorwaarden en die waren in eerste instantie:
- Frequentie op 16Mhz
- Double buffer output (via EUSART synchronous mode, waarbij de clock niet gebruikt wordt)
De dubbele buffer is nodig om en 16 bits commando in 1 geheel uit te kunnen sturen.
- Datasnelheid op Fosc/4 (4Mhz)
Nadat de keuze van de PIC gemaakt was ben ik begonnen met het verwijderen van de 100ohm weerstand bij de TORX van het eerste bord
om in eerste instantie te gaan kijken of ik überhaupt iets op een scherm kon krijgen.
Dat bleek nog niet eenvoudig en er kwam wel wat op het scherm maar niet wat ik verwacht had.
Na veel testen, meten en proberen kwam ik achter de volgende (behoorlijk belangrijke!) zaken:
- MSB eerst
- Data lijn laag in idle mode
Het eerste probleem lag aan het feit dat de EUSART op de PIC16F1847 (en waarschijnlijk op vele andere PICs) de LSB eerst doet.
Je moet hier dus zelf voor corrigeren in de software d.m.v een bit reverse per byte die verstuurd wordt.
Het tweede probleem lag aan het feit dat de datalijn hoog blijft in idle mode wat waarschijnlijk (ik het dit nog niet doorgemeten)
door een pull-up op het ledmatrix bord komt. Volgens de datasheet zou de PIC de laatste bitwaarde volgen maar ook dit heb ik nog
niet geverifieerd.
De makkelijkste weg hier was om een 74HC04 hex inverter te pakken om het signaal te inverteren. Daarbij moeten ook alle commando's
in software geïnverteerd worden.
Na het nemen van al deze obstakels zag ik eindelijk het beroemde nijntje plaatje en was de eerste missie geslaagd.
Het koppelen van een tweede led matrix was daarna enorm eenvoudig.
Dit was enkel een kwestie van 100ohm weerstand van de TOTX van bord nummer 1 en 100ohm weerstand van de TORX van bord nummer twee
verwijderen en de TOTX van bord 1 aan de TORX van bord 2 koppelen.
Via het schuifregister commando kun je nu ook het schuifregister van de andere borden tegelijkertijd aanspreken. Zie commando lijst:
Schematische voorstelling van de FDS184 (De FDS185 heeft 1 segment meer) :
En de code: (geschikt voor de XC compiler i.c.m Mplab X)
c code:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <xc.h>
// #pragma config statements should precede project file includes.
// Use project enums instead of #define for ON and OFF.
#define _XTAL_FREQ 16000000
// CONFIG1
#pragma config FOSC = INTOSC // Oscillator Selection (INTOSC oscillator: I/O function on CLKIN pin)
#pragma config WDTE = OFF // Watchdog Timer Enable (WDT disabled)
#pragma config PWRTE = OFF // Power-up Timer Enable (PWRT disabled)
#pragma config MCLRE = ON // MCLR Pin Function Select (MCLR/VPP pin function is MCLR)
#pragma config CP = OFF // Flash Program Memory Code Protection (Program memory code protection is disabled)
#pragma config CPD = OFF // Data Memory Code Protection (Data memory code protection is disabled)
#pragma config BOREN = ON // Brown-out Reset Enable (Brown-out Reset enabled)
#pragma config CLKOUTEN = ON // Clock Out Enable (CLKOUT function is enabled on the CLKOUT pin)
#pragma config IESO = ON // Internal/External Switchover (Internal/External Switchover mode is enabled)
#pragma config FCMEN = ON // Fail-Safe Clock Monitor Enable (Fail-Safe Clock Monitor is enabled)
// CONFIG2
#pragma config WRT = OFF // Flash Memory Self-Write Protection (Write protection off)
#pragma config PLLEN = ON // PLL Enable (4x PLL enabled)
#pragma config STVREN = ON // Stack Overflow/Underflow Reset Enable (Stack Overflow or Underflow will cause a Reset)
#pragma config BORV = LO // Brown-out Reset Voltage Selection (Brown-out Reset Voltage (Vbor), low trip point selected.)
#pragma config LVP = ON // Low-Voltage Programming Enable (Low-voltage programming enabled)
#define LINE_SELECT 0x4004 // reversed 0x2A0. Should be 0x4005 but 0x400 seems to work as well. Which means that 0x220 should also werk in non reversed mode
#define SHIFT_ON 0xC0C0 // reversed 0x302: two displays on
#define SHIFT_OFF 0xC000 // reversed 0x300
#define NUM_VERT_UNITS 6 // we have 6x8 units on a FDS184 and 6x10 units on FDS185
#define NUM_HORI_UNITS 8 // we have 6x8 units on a FDS184 and 6x10 units on FDS185
#define NUM_SEGMENTS (NUM_HORI_UNITS / 2)
#define NUM_LINES_IN_SEGMENT 16
volatile uint8_t line_counter ;
uint16_t line;
#define SENDDATA8(c) while(!TXIF);TXREG = ~c;
#define SENDDATA16(s) while(!TXIF);TXREG = ~(s >>8 );while(!TXIF);TXREG = ~(s & 0xFF);
static const uint8_t BitReverseTable256[] =
{
0x00, 0x80, 0x40, 0xC0, 0x20, 0xA0, 0x60, 0xE0, 0x10, 0x90, 0x50, 0xD0, 0x30, 0xB0, 0x70, 0xF0,
0x08, 0x88, 0x48, 0xC8, 0x28, 0xA8, 0x68, 0xE8, 0x18, 0x98, 0x58, 0xD8, 0x38, 0xB8, 0x78, 0xF8,
0x04, 0x84, 0x44, 0xC4, 0x24, 0xA4, 0x64, 0xE4, 0x14, 0x94, 0x54, 0xD4, 0x34, 0xB4, 0x74, 0xF4,
0x0C, 0x8C, 0x4C, 0xCC, 0x2C, 0xAC, 0x6C, 0xEC, 0x1C, 0x9C, 0x5C, 0xDC, 0x3C, 0xBC, 0x7C, 0xFC,
0x02, 0x82, 0x42, 0xC2, 0x22, 0xA2, 0x62, 0xE2, 0x12, 0x92, 0x52, 0xD2, 0x32, 0xB2, 0x72, 0xF2,
0x0A, 0x8A, 0x4A, 0xCA, 0x2A, 0xAA, 0x6A, 0xEA, 0x1A, 0x9A, 0x5A, 0xDA, 0x3A, 0xBA, 0x7A, 0xFA,
0x06, 0x86, 0x46, 0xC6, 0x26, 0xA6, 0x66, 0xE6, 0x16, 0x96, 0x56, 0xD6, 0x36, 0xB6, 0x76, 0xF6,
0x0E, 0x8E, 0x4E, 0xCE, 0x2E, 0xAE, 0x6E, 0xEE, 0x1E, 0x9E, 0x5E, 0xDE, 0x3E, 0xBE, 0x7E, 0xFE,
0x01, 0x81, 0x41, 0xC1, 0x21, 0xA1, 0x61, 0xE1, 0x11, 0x91, 0x51, 0xD1, 0x31, 0xB1, 0x71, 0xF1,
0x09, 0x89, 0x49, 0xC9, 0x29, 0xA9, 0x69, 0xE9, 0x19, 0x99, 0x59, 0xD9, 0x39, 0xB9, 0x79, 0xF9,
0x05, 0x85, 0x45, 0xC5, 0x25, 0xA5, 0x65, 0xE5, 0x15, 0x95, 0x55, 0xD5, 0x35, 0xB5, 0x75, 0xF5,
0x0D, 0x8D, 0x4D, 0xCD, 0x2D, 0xAD, 0x6D, 0xED, 0x1D, 0x9D, 0x5D, 0xDD, 0x3D, 0xBD, 0x7D, 0xFD,
0x03, 0x83, 0x43, 0xC3, 0x23, 0xA3, 0x63, 0xE3, 0x13, 0x93, 0x53, 0xD3, 0x33, 0xB3, 0x73, 0xF3,
0x0B, 0x8B, 0x4B, 0xCB, 0x2B, 0xAB, 0x6B, 0xEB, 0x1B, 0x9B, 0x5B, 0xDB, 0x3B, 0xBB, 0x7B, 0xFB,
0x07, 0x87, 0x47, 0xC7, 0x27, 0xA7, 0x67, 0xE7, 0x17, 0x97, 0x57, 0xD7, 0x37, 0xB7, 0x77, 0xF7,
0x0F, 0x8F, 0x4F, 0xCF, 0x2F, 0xAF, 0x6F, 0xEF, 0x1F, 0x9F, 0x5F, 0xDF, 0x3F, 0xBF, 0x7F, 0xFF
};
uint8_t image_bits[NUM_VERT_UNITS * NUM_HORI_UNITS * 8] = {
/* byte 0 Line 0 | Line 1 */
0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80,
/* Line 2 | Line 3 */
0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80,
/* .. | .. */
0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80,
0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80,
0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80,
0x01, 0x80, 0x07, 0x80, 0x07, 0x80, 0x01, 0x40, 0x08, 0x40, 0x08, 0x80,
0x01, 0x40, 0x10, 0x20, 0x08, 0x80, 0x01, 0x60, 0x20, 0x10, 0x18, 0x80,
0x01, 0x20, 0x20, 0x10, 0x10, 0x80, 0x01, 0x20, 0x40, 0x08, 0x10, 0x80,
0x01, 0x20, 0x40, 0x08, 0x10, 0x80, 0x01, 0x20, 0x40, 0x08, 0x10, 0x80,
0x01, 0x20, 0x40, 0x08, 0x10, 0x80, 0x01, 0x20, 0x40, 0x08, 0x10, 0x80,
0x01, 0x20, 0x40, 0x08, 0x10, 0x80, 0x01, 0x20, 0xc0, 0x0c, 0x10, 0x80,
0x01, 0x20, 0x80, 0x04, 0x10, 0x80, 0x01, 0x60, 0x80, 0x04, 0x18, 0x80,
0x01, 0x40, 0x80, 0x04, 0x08, 0x80, 0x01, 0x40, 0x80, 0x04, 0x08, 0x80,
0x01, 0x40, 0x80, 0x04, 0x08, 0x80, 0x01, 0x80, 0x80, 0x04, 0x04, 0x80,
0x01, 0x80, 0x80, 0x07, 0x04, 0x80, 0x01, 0x80, 0x00, 0x00, 0x04, 0x80,
0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x02, 0x80, 0x01, 0xc0, 0x00, 0x00, 0x0c, 0x80,
0x01, 0x20, 0x00, 0x00, 0x10, 0x80, 0x01, 0x10, 0x00, 0x00, 0x20, 0x80,
0x01, 0x08, 0x00, 0x00, 0x40, 0x80, 0x01, 0x0c, 0x00, 0x00, 0xc0, 0x80,
0x01, 0x04, 0x00, 0x00, 0x80, 0x80, 0x01, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x81,
0x01, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x81, 0x01, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x81,
0x01, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x82, 0x01, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x82,
0x01, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x82, 0x01, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x82,
0x01, 0x01, 0x03, 0x00, 0x03, 0x82, 0x01, 0x02, 0x03, 0x00, 0x03, 0x81,
0x01, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x81, 0x01, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x81,
0x01, 0x04, 0x00, 0x00, 0x80, 0x80, 0x01, 0x04, 0x00, 0x00, 0x80, 0x80,
0x01, 0x08, 0x80, 0x04, 0x40, 0x80, 0x01, 0x10, 0x00, 0x03, 0x20, 0x80,
0x01, 0x60, 0x80, 0x04, 0x18, 0x80, 0x01, 0x80, 0x01, 0x00, 0x06, 0x80,
0x01, 0x00, 0x06, 0x80, 0x01, 0x80, 0x01, 0x00, 0xf8, 0x7f, 0x00, 0x80,
0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80,
0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80,
0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80,
0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80 };
int main(int argc, char** argv)
{
/* Set Oscillator stuff */
OSCCON = 0b01111011; // switch to internal 16Mhz clock. HF
while(!HFIOFR){RA2 = ~RA2;}; // Wait until High Freq Osc. is ready
ANSELA = 0; // no adc at the moment
ANSELB = 0; // no adc at the moment
TRISA2 = 0; // Set RA2 output for debug purposes
RA2 = 1; // signal we're alive
__delay_ms(1000);
RA2 = 0;
// EUSART stuff
BRG16 = 0; // 8 bit baud rate generator
BRGH = 1; // don't care in sync mode
SPBRG = 0; // FOSc / 4 = max speed
SYNC = 1; // Set UART sync mode
CSRC = 1; // Set Master mode
SREN = 0; // set transmit mode
CREN = 0; // set transmit mode
SCKP = 0; // clock idle is low state
SPEN = 1; // Enable EUSART
GIE = 1; // enable global interrupts
//PEIE = 1; // enable peripheral interrupt
TXIE = 0;
TXEN = 1; // enable transmit mode
RXDTSEL = 0; //0 = RX/DT function is on RB1, 1 = RX/DT function is on RB2
TXCKSEL = 0; //0 = TX/CK function is on RB2, 1 = TX/CK function is on RB5
// End of EUSART stuff
// Timer stuff
PSA = 0; // use prescaler for Timer0
PS0 = 1; // prescaler 64
PS1 = 0; // prescaler 64
PS2 = 1; // prescaler 64
T0CS = 0; // timer input is Fosc/4
TMR0IE = 1; //
// end of timer stuff
RA2 = 0;
while (1)
{
}
return (EXIT_SUCCESS);
}
void interrupt tc_int (void) // interrupt function
{
if (TMR0IF)
{
uint8_t *vp = (uint8_t*) image_bits + (NUM_VERT_UNITS*line_counter) ;
for (uint8_t segment_counter = 0; segment_counter < NUM_SEGMENTS; segment_counter++)
{
for (uint8_t i=0; i<NUM_VERT_UNITS;i++)
{
uint8_t b = vp[i]; // get byte from video ram/rom
for (uint8_t j = 0; j< 8; j++) // 8 bits in a byte
{
if (b & 0x01){
SENDDATA16(SHIFT_ON);} // shitft bit high into shift register
else{
SENDDATA16(SHIFT_OFF);} // shift bit low into shift register
b >>= 1;
}
}
vp += (NUM_VERT_UNITS*16); // Go to next segment in 'videoram/rom'. 2 rows of 8 bits in a segment.
}
// enable corresponding line in each segment
line = LINE_SELECT | (BitReverseTable256[line_counter]);
SENDDATA16(line);
if (line_counter == (NUM_LINES_IN_SEGMENT-1)) { line_counter = 0;} // Lines can be 0-15. Set to 0 if we just updated line 15
else { line_counter += 1;} // increase line number
TMR0IF = 0; // clear TMR0 interrupt flag
TMR0 = 0xff; // restart timer
}
}
Het hele verhaal hierboven is op dit moment een redelijke braindump van alles waar in tegen aan ben gelopen en die ik even snel op papier heb gezet. Er zullen ongetwijfeld nog fouten e.d inzitten.. Ik hoor het graag )
De Datasheet
Hier een scope plot van het commando 'activate line 1' : 0x02A1
Een issue die nog opgelost moet worden is die van het dimmen en helder laten oplichten van het display. Ik heb wel een soort van methode gevonden maar ben nog steeds opzoek naar een commando dat goed en stabiel werkt.. Iemand dat dat misschien weet?
Verdere op en/of aanmerkingen hoor ik graag.
Groeten,
Sjoerd