こちらのネームクリップの絵がシンプルなデザインなので、この絵を表示させてみたいと思いました。

https://bang-dream.com/goods/1883

InkScapeで画像からトレースして線を書いて、

ドット絵ナニカのサイトで64×64ドットの画像に変換してExcelで出力。

http://dot-e-nanika.com

これを8×8に区分けして、16進数のドットパターンデータに変換（手作業）。

Array = [
    [
        0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
        0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
        0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80,
        0x40, 0x40, 0x20, 0x20, 0x10, 0x10, 0x20, 0x20,
        0x40, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
        0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
        0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
        0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
    ],
    [
        0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
        0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0x40,
        0x20, 0x10, 0x08, 0x04, 0x02, 0x82, 0x81, 0x40,
        0x40, 0x20, 0x20, 0x10, 0x08, 0x04, 0x03, 0x00,
        0x80, 0x41, 0x3B, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x40,
        0x40, 0x40, 0x40, 0x80, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00,
        0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
        0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
    ],
    [

def drowMashiro():
    for page in range(8):
        for addr in range(64):
            if addr < 32:
                SelectIC(1)
                SetPage(page)
                SetAddress(addr + 32)
            else:
                SelectIC(2)
                SetPage(page)
                SetAddress(addr - 32)
            WriteData(mashiro.Array[page][addr])

で、表示できました。

なかなか良い感じに映っております。

前回までの状況はこちら。

最新ソースをgitHubにアップしました。

https://github.com/takishita2nd/GLCD

ここまで来たら、時刻を表示するくらい簡単にできると思うんよ。

def __main():
    PinsInit(20, 7, 8, 9, 18, 19, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)
    GLCDInit()
    GLCDDisplayClear()
    GLCDBox(0, 0, 127, 62)
    GLCDLine(0, 15, 127, 15)

    try:
        while True:
            GLCDPuts(30, 38, datetime.datetime.now().strftime('%H:%M:%S'))
            time.sleep(0.1)
    except KeyboardInterrupt:
        GLCDDisplayClear()
        GPIO.cleanup()

うん、これでラズパイで時計が作れる。

前回までの状況はこちら。

最新ソースをgitHubにアップしました。

https://github.com/takishita2nd/GLCD

今回は画面に直線を引きます。

始点と終点の座標を与えると、直線を引くようにします。

傾きがあった場合でも引けるようにします。

といっても、サンプルをPythonに書き換えただけですが。

def GLCDLine(Xp0, Yp0, Xp1, Yp1):
    #差分の大きい方を求める
    steep = (abs(Yp1 - Yp0) > abs(Xp1 - Xp0))
    #X,Yの入れ替え
    if steep == True:
        x = Xp0
        Xp0 = Yp0
        Yp0 = x
        x = Xp1
        Xp1 = Yp1
        Yp1 = x
    if Xp0 > Xp1:
        x = Xp0
        Xp0 = Xp1
        Xp1 = x
        x = Yp0
        Yp0 = Yp1
        Yp1 = x
    #傾き計算
    deltax = Xp1 - Xp0
    deltay = abs(Yp1 - Yp0)
    er = 0
    y = Yp0
    ystep = 0
    #傾きでステップの正負を切り替え
    if Yp0 < Yp1:
        ystep = 1
    else:
        ystep = -1
    #直線を点で描画
    for x in range(Xp0, Xp1 + 1):
        if steep == True:
            GLCDPutPixel(y, x)
        else:
            GLCDPutPixel(x, y)
        er += deltay
        if (er << 1) >= deltax:
            y += ystep
            er -= deltax

まずどちらの方向に描画していくか(縦or横)を判定します。

基本的に絶対値が大きい方向に描画していきます。

縦方向に描画していく場合はx/yを入れ替えます。

あとは傾きに応じてy/xを加算しながらx/y方向に描画していきます。

def __main():
    PinsInit(20, 7, 8, 9, 18, 19, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)
    GLCDInit()
    GLCDDisplayClear()
    GLCDBox(0, 0, 127, 63)
    GLCDLine(0, 15, 127, 15)

    try:
        while True:
            time.sleep(1.0)
    except KeyboardInterrupt:
        GLCDDisplayClear()
        GPIO.cleanup()

def __main():
    PinsInit(20, 7, 8, 9, 18, 19, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)
    GLCDInit()
    GLCDDisplayClear()
    GLCDBox(0, 0, 127, 63)
    GLCDLine(0, 15, 127, 18)

    try:
        while True:
            time.sleep(1.0)
    except KeyboardInterrupt:
        GLCDDisplayClear()
        GPIO.cleanup()

前回までの状況はこちら。

最新ソースをgitHubにアップしました。

https://github.com/takishita2nd/GLCD

画面に四角を書きます。

これもこちらのAudiunoのサンプルコードをPython用に書き換えた物です。

def GLCDBox(Xp0, Yp0, Xp1, Yp1):
    for i in range(Xp0, Xp1 + 1):
        GLCDPutPixel(i, Yp0)
        GLCDPutPixel(i, Yp1)
    for i in range(Yp0 + 1, Yp1):
        GLCDPutPixel(Xp0, i)
        GLCDPutPixel(Xp1, i)

def GLCDPutPixel(Xp, Yp):
    #ラインの選択処理
    L = 1 << (Yp % 8)
    #LCDに表示するアドレスの位置をセットする
    SetLocation(Xp, Yp)
    #LCD画面の現在表示内容に指定位置のビット(L)をON(XOR)させ、そのデータをLCDに送る
    L = ReadData() | L
    SetAddress(SetCol)
    WriteData(L)

def ReadData():
    #データピンを入力に設定
    for i in range(8):
        GPIO.setup(DATA_p[i], GPIO.IN)
    #読み込みモードにする
    GPIO.output(RW_p, GPIO.HIGH)
    GPIO.output(RS_p, GPIO.HIGH)
    #データを読み込む
    GPIO.output(E_p, GPIO.HIGH)
    GPIO.output(E_p, GPIO.LOW)
    ans = 0
    GPIO.output(E_p, GPIO.HIGH)
    for i in range(8):
        ans = ans | (GPIO.input(DATA_p[i]) << i)
    GPIO.output(E_p, GPIO.LOW)
    #書き込みモードにする
    GPIO.output(RW_p, GPIO.LOW)
    #データピンを出力に設定
    for i in range(8):
        GPIO.setup(DATA_p[i], GPIO.OUT)
    return ans

ピクセルを置く際には、一度表示させているデータを取得し、そのデータのORをとって表示させます。

※サンプルではここがXORになっていたけど、どっちが正しいんだろ？

READする時は、ピンのモードを出力から入力に切り替える必要があります。

実行結果はこうなりました。

んんー？なんかおかしいぞ？

もしかして、信号の読み取りでおかしなデータを読み込んでいるんじゃ無いか？

タイミングチャートを確認する。

ここを確認すると、E信号のHIGHにしてからLOWにするまでの時間(tWH、tWL)が最低450nsと書かれています。

なので、この間に0.5ms(500ns)をsleepを入れてみます。※追記あり

EWAIT = 0.0005

def ReadData():
    #データピンを入力に設定
    for i in range(8):
        GPIO.setup(DATA_p[i], GPIO.IN)
    #読み込みモードにする
    GPIO.output(RW_p, GPIO.HIGH)
    GPIO.output(RS_p, GPIO.HIGH)
    #データを読み込む
    GPIO.output(E_p, GPIO.HIGH)
    time.sleep(EWAIT) #★
    GPIO.output(E_p, GPIO.LOW)
    ans = 0
    GPIO.output(E_p, GPIO.HIGH)
    time.sleep(EWAIT) #★
    for i in range(8):
        ans = ans | (GPIO.input(DATA_p[i]) << i)
    GPIO.output(E_p, GPIO.LOW)
    #書き込みモードにする
    GPIO.output(RW_p, GPIO.LOW)
    #データピンを出力に設定
    for i in range(8):
        GPIO.setup(DATA_p[i], GPIO.OUT)
    return ans

def command(value, mode):
    GPIO.output(RS_p, mode)
    for i in range(8):
        GPIO.output(DATA_p[i], (value >> i) & 0x01)
    GPIO.output(E_p, GPIO.HIGH)
    time.sleep(EWAIT) #★
    GPIO.output(E_p, GPIO.LOW)

モッサリしてる。

もう一度タイミングチャートを確認。

tNはEをHIGHにしてからデータ端子0-7が出力されるまでの時間です。

この表を見れば最大25nsと書いてあります。

なので、E信号のsleep時間を0.03ms(30ns)まで縮めてみましょう。※追記あり

EWAIT = 0.00003

だいぶマシになったのではないでしょうか

動作も安定してオールOKです。

いやーすごい濃いことやってるなー

※追記

ああああ！

単位間違えてるじゃん！

これじゃあμsじゃん！

正しくnsに修正。

EWAIT = 0.0000005

前回までの状況はこちら。

今回は複数の文字を表示させます。

これもサンプルコードをPython用に書き換えました。

def GLCDPuts(Xp, Yp, text):
    x = Xp
    for s in text:
        GLCDPutc(x, Yp, s)
        x += 6

やってることはそんなに難しくはありませんでした。

文字と文字の間隔は1ドット空けています。

def __main():
    PinsInit(20, 7, 8, 9, 18, 19, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)
    GLCDInit()
    GLCDDisplayClear()
    GLCDPuts(40, 10, "ABCDE")

    try:
        while True:
            time.sleep(1.0)
    except KeyboardInterrupt:
        GPIO.cleanup()

前回までの状況はこちら。

PythonコードをgitHubにアップしました。

https://github.com/takishita2nd/GLCD

サンプルソースにフォントのビットパターンデータがありましたので、これを置換処理を使ってPython用に書き換えました。

https://github.com/takishita2nd/GLCD/blob/master/Font.py

これを使用して、ディスプレイにアスキー文字を表示させます。

    [ 0x7e, 0x11, 0x11, 0x11, 0x7e ], # A   0x41

1文字8×5のサイズになっているようです。

お試しで表示させてみました。

chara = [0x7e, 0x11, 0x11, 0x11, 0x7e]

def __main():
    PinsInit(20, 7, 8, 9, 18, 19, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)
    GLCDInit()
    GLCDDisplayClear()
    addr = 0
    SelectIC(1)
    SetPage(0)
    for c in chara:
        SetAddress(addr)
        WriteData(c)
        addr += 1

    try:
        while True:
            time.sleep(1.0)
    except KeyboardInterrupt:
        GPIO.cleanup()

このデータを表示するサンプルコードをPython用に書き換えました。

def GLCDPutc(Xp, Yp, c):
    code = ord(c)
    #ページ内のラインを選択
    L = Yp % 8
    #８×５のキャラクター文字を描画する
    for i in range(5):
        SetLocation(Xp + i, Yp)
        f = Font.Array[code - 0x20][i] << L
        WriteData(f)
        if (L != 0) & (SetPg < 7):
            SetPage(SetPg + 1)
            SetAddress(SetCol)
            f = Font.Array[code - 0x20][i] >> (8 - L)
            WriteData(f)

def SetLocation(Xp, Yp):
    global SetPg
    global SetCol
    cs = 0
    #チップの選択とカラムのアドレスの処理を行う
    if Xp < 64:
        #左側(IC1)を選択
        cs = 1
        SetCol = Xp
    else:
        #右側(IC2)を選択
        cs = 2
        SetCol = Xp - 64
    #ページとラインの選択
    SetPg = Yp // 8
    #LCDに描画するアドレスの位置を設定
    SelectIC(cs)
    SetPage(SetPg)
    SetAddress(SetCol)

好きな場所に文字を書くことができます。

ページ跨ぎとか、チップ跨ぎにも対応しているようです。

def __main():
    PinsInit(20, 7, 8, 9, 18, 19, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)
    GLCDInit()
    GLCDDisplayClear()
    GLCDPutc(20, 5, "B")

    try:
        while True:
            time.sleep(1.0)
    except KeyboardInterrupt:
        GPIO.cleanup()

前回までの状況はこちら。

さて、このLCDディスプレイを実際にPythonで動かすのですが。

やっぱり、自分一人の力ではなかなか難しかったので、

こちらのサイトのサンプルソースコードを参考にさせて貰いました。

http://zattouka.net/GarageHouse/micon/Arduino/GLCD/GLCD.htm

こちらはArduinoで使用した物で、ソースコードもC言語に似た独自言語を使用しています。

これをラズパイ/Python用に落とし込みます。

import RPi.GPIO as GPIO
import time

RS_p = 7
RW_p = 8
E_p = 9
CS1_p = 18
CS2_p = 19
DATA_p = [0] * 8
SetPg = 0
SetCol = 0

def PinsInit(rst, rs, rw, enable, cs1, cs2, d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7):
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)

    #データピンの番号セット
    DATA_p[0] = d0
    DATA_p[1] = d1
    DATA_p[2] = d2
    DATA_p[3] = d3
    DATA_p[4] = d4
    DATA_p[5] = d5
    DATA_p[6] = d6
    DATA_p[7] = d7
    #制御ピンの番号をセット
    RS_p = rs
    RW_p = rw
    E_p = enable
    CS1_p = cs1
    CS2_p = cs2
    #指定の制御ピンをデジタル出力に設定
    GPIO.setup(RS_p, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(RW_p, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(E_p, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(CS1_p, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(CS2_p, GPIO.OUT)
    #指定のデータピンをデジタル出力に設定
    for i in range(8):
        GPIO.setup(DATA_p[i], GPIO.OUT)
    #信号線をLOWに設定しておく
    GPIO.output(RS_p, GPIO.LOW)
    GPIO.output(RW_p, GPIO.LOW)
    GPIO.output(E_p, GPIO.LOW)
    GPIO.output(CS1_p, GPIO.LOW)
    GPIO.output(CS2_p, GPIO.LOW)
    #LCDモジュールのリセットを解除する
    GPIO.setup(rst, GPIO.OUT)
    GPIO.output(rst, GPIO.HIGH)

ここでは、ラズパイのGPIOの入出力設定と信号線の対応を行っています。

ちなみに、今のブレッドボードでは以下の様に接続されています。

設定が終わったらRSTの信号をHIGHにすることでLCDディスプレイが使用可能になります。

def GLCDInit():
    #30ms待機
    time.sleep(0.03)
    #左側ICを初期化
    SelectIC(1)
    command(0xC0, GPIO.LOW)
    command(0x3F, GPIO.LOW)
    #左側ICを初期化
    SelectIC(2)
    command(0xC0, GPIO.LOW)
    command(0x3F, GPIO.LOW)

def SelectIC(value):
    if value == 1:
        GPIO.output(CS1_p, GPIO.HIGH)
        GPIO.output(CS2_p, GPIO.LOW)
    else:
        GPIO.output(CS1_p, GPIO.LOW)
        GPIO.output(CS2_p, GPIO.HIGH)

def command(value, mode):
    GPIO.output(RS_p, mode)
    for i in range(8):
        GPIO.output(DATA_p[i], (value >> i) & 0x01)
    GPIO.output(E_p, GPIO.HIGH)
    GPIO.output(E_p, GPIO.LOW)

LCDディスプレイの初期化を行います。

ここでは、マニュアルに書いてあるとおりの手順を行います。

このディスプレイはICチップが2枚使用されていて、SelectIC()でコマンドを送信するICチップの番号を設定します。

command()でコマンドを送信します。

第2パラメータはLOW(制御コマンド)、HIGH(表示データ)を選択します。

（もっとわかりやすくした方が良いな・・・）

あと、サンプルを見て気がついたのは、信号をインプットするのに、E信号をHIGHにしなくちゃいけない、ということ。

HIGHでRSやデータ信号が実際にLCDモジュールに入ります。で、終わったらLOWに戻します。

タイミングチャートにしっかり書いてあった・・・

def GLCDDisplayClear():
    for i in [1, 2]:
        SelectIC(i)
        for y in range(8):
            SetPage(y)
            SetAddress(0)
            for x in range(64):
                WriteData(0)

def SetPage(value):
    command(0xB8|(value&0x07), GPIO.LOW)

def SetAddress(value):
    command(0x40|(value&0x3F), GPIO.LOW)

def WriteData(value):
    command(value, GPIO.HIGH)

ディスプレイの表示を全て非表示に設定します。（画面クリア）

def __main():
    PinsInit(20, 7, 8, 9, 18, 19, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)
    GLCDInit()
    GLCDDisplayClear()
    try:
        while True:
            time.sleep(1.0)
    except KeyboardInterrupt:
        GPIO.cleanup()

__main()

これで、一通りの初期化処理ができました。

データを書き込む関数もあるから、次回はちょっといろいろ表示させてみようか。