マイコンのI/Oポート1個でバーグラフを制御：Design Ideas ディスプレイとドライバ（2/2 ページ）

バーグラフは状況を直感的に理解しやすいメリットがあるが、多くのマイクロコントローラが必要になったり、種類が限定されてしまったりする。今回は、その2つの欠点を回避する回路を紹介する。ポート数を節約したい場合や子基板を追加するといった改修を行う場合に適している。

[R Jayapal（Bharat Heavy Electricals），EDN Japan]

図2：図1の回路のタイミングチャート （クリックで拡大）
マイクロコントローラからの出力パルス列の第1パルスの期間に、NANDゲートの出力がシフトレジスタをクリアし、全表示セグメントを発光させる。

　バーグラフのうち、N個のセグメントだけを発光させるには、マイクロコントローラ出力から幅がT₃のパルスを（8−N）個だけ順次送出する。これらのパルスは、T₂より短いサイクルで出力されるように設計する。そうすれば、NANDゲートの出力はハイのままとなり、シフトレジスタはクリアされない。マイクロコントローラからの出力パルスのそれぞれの立ち上がりエッジに対応して、IC₂の出力がQ_A、Q_B、Q_Cの順にハイに変化する。

　シフトレジスタIC₂のQ_A端子は、バーグラフの最上位セグメントに接続されている。つまり第1パルスによって最上位セグメントがオフになる。（8−N）個のパルスの場合、最上位セグメントから始まって、（8−N）個のセグメントがオフになり、最下位セグメントからN個のセグメントが発光している状態で保持される。

　このようなロジックであるため、シフトレジスタのシンク電流8mAに対し、ソース電流が0.4mAという特性を有効に活用でき、出力バッファを付加しなくても高輝度でのバーグラフ表示が可能になる。なお、図2は8セグメントのうちの5セグメントを発光させる場合のタイムチャートである。

　マイクロコントローラのI/Oポート（出力ポート）をもう1つ利用できる場合、単安定マルチバイブレータIC₁とNANDゲートIC₃は不要である。その出力ポートからローを出力してシフトレジスタをクリアすることにより、バーグラフの表示を更新できる。

　また、表示分解能を向上させるには、シフトレジスタをカスケードに接続してセグメント数を増やせばよい。M個のセグメントのうちのN個のセグメントを発光させる場合、（MN）個のパルスをシフトレジスタのクロック入力に与えることになる。

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※本記事は、2008年7月29日にEDN Japan臨時増刊として発刊した「珠玉の電気回路200選」に掲載されたものです。著者の所属や社名、部品の品番などは掲載当時の情報ですので、あらかじめご了承ください。
「珠玉の電気回路200選」：EDN Japanの回路アイデア寄稿コラム「Design Ideas」を1冊にまとめたもの。2001〜2008年に掲載された記事の中から200本を厳選し、5つのカテゴリに分けて収録した。