7セグメントLED表示式カウンタ

機能

スイッチやセンサの入力された回数をカウントアップする。

センサとして、焦電型赤外線センサ Panasonic PaPIRs EKMC1601111 を使用して、人が近づくとカウントアップするようにしてある。

使用部品

マイコン AVR ATmega168P

焦電型赤外線センサ Panasonic PaPIRs EKMC1601111

トランジスタ NPN形 2SC1815

７セグメントLED アノードコモンタイプ 3個

積層セラミックコンデンサ 0.1uF×2個

タクトスイッチ2個

スライドスイッチ

カーボン抵抗器 150Ω×7本、10kΩ×2本

ユニバーサル基板 PICOK200 94V-D

ICソケット 28ピン幅狭（300mil）タイプ

電池ボックス（単３×３本用、バッテリスナップタイプ）、バッテリスナップ

ピンヘッダ、ピンソケット

回路図

コントローラ部

焦電型赤外線センサとして使用したPanasonic PaPIRsの出力は、オープン・ドレインであるため、トランジスタ(2SC1815)を通してマイコンに入力している。

LEDモジュール部

Firmware

main.c

/*

 * 7segled_mega168p.c

 * Created: 2017/06/10 15:11:27

 * Author : shokuin

*/

/*

 * PD0, 1 : Push Button Switch : OFF=1, ON=0

 * PD2    : Infrared detecotr : OFF=1, ON=0

*/

#include <avr/io.h>

#define isSw0On() !(PIND & 1<<PD0)

#define isSw1On() !(PIND & 1<<PD1)

//#define isIrsDetect() (PIND & 1<<PD2) // infrared detector (Detetcted 1, no detection 0)

#define isIrsDetect() !(PIND & 1<<PD2) // infrared detector (Detetcted 0, no detection 1)

#define MASK_7SEG_PORTC  0b11111101  //Mask for 7-segmnet LED (-A-) control

#define MASK_7SEG_PORTB  0b11000000

#define MASK_ANODE_PORTC 0b11000011

static inline void wait(volatile uint32_t i)

// wait for a while

// Arguments :

//   i   :  waiting length

    while ( i-- > 0 );

/*

 *  initialize

*/

static inline void initIo(void)

// initialize I/O ports.

    PORTD = (1<<PD5) | (1<<PD3) | (0<<PD2) | (1<<PD1) | (1<<PD0); // weak pull up resistor enable on PD53210

    DDRD = 0b11010000; // PD53210 as Input, others Output

    DDRC = 0b11111111; // PORTC All Output

    DDRB = 0b11111111; // PORTB All Output

void choose_7seg_digit(uint8_t digit)

/*

 * PORTC-5432   : 7seg anode ( digit ) 0123 :  0-OFF, 1-ON

 *       digit        0123

 *       PORTC    0bxx0000xx

*/

    uint8_t dataC;

    // choose digit

    switch (digit) {

        case 0 : // PORTC = 0bxx1000xx

            dataC = 0b00100000;

            PORTC &=  MASK_ANODE_PORTC;

            PORTC |=  dataC;

            break;

        case 1 :  // PORTC = 0bxx0100xx

            dataC = 0b00010000;

            PORTC &=  MASK_ANODE_PORTC;

            PORTC |=  dataC;

            break;

        case 2 :  // PORTC = 0bxx0010xx

            dataC = 0b00001000;

            PORTC &= MASK_ANODE_PORTC;

            PORTC |=  dataC;

            break;

        case 3 :  // PORTC = 0bxx0001xx

            dataC = 0b00000100;

            PORTC &=  MASK_ANODE_PORTC;

            PORTC |=  dataC;

            break;

        default :

            PORTC &=  (0b11000011);

void off_7seg(void)

    PORTB  =  (0b11111111);

    PORTC |=  (0b00000010);

    PORTC &=  (0b11000010);

void show_7seg_1digit(uint16_t number)

/*

 * arguments :

 *   digit : 3210

 *   number : 0 ~ 9

 * PORT

 *  digit:

 *     3      2      1      0

 *    -a-    -a-    -a-    -a-

 *   |   |  |   |  |   |  |   |

 *   f   b  f   b  f   b  f   b

 *   |   |  |   |  |   |  |   |

 *    -g-    -g-    -g-    -g-

 *   |   |  |   |  |   |  |   |

 *   e   c  e   c  e   c  e   c

 *   |   |  |   |  |   |  |   |

 *    -d-    -d-    -d-    -d-

 * PORTC-1      : 7seg   -a-                :  1-OFF, 0-ON

 *       PORTC    0bxxxxxx0x

 * PORTB-543210 : 7seg -b-c-d-e-f-g-        :  1-OFF, 0-ON

 *       PORTB  :  0bxx 0 0 0 0 0 0

 *                  xxbcdefg

 *       PORTB    0bxx000000

 *       PORTC    0bxx0000xx

*/

    uint8_t dataB, dataC;

    switch (number) {

        case 0 :

            // a-b-c-d-e-f

            dataB = 0b00000001;

            dataC = 0b00000000;

            PORTB &=  MASK_7SEG_PORTB; // clear data bit

            PORTB |=  dataB ; // set data bit 1

            PORTC &=  MASK_7SEG_PORTC;

            PORTC |=  dataC;

            break;

        case 1 :

            // b-c

            dataB = 0b00001111;

            dataC = 0b00000010;

            PORTB &=  MASK_7SEG_PORTB; // clear data bit

            PORTB |=  dataB; // set data bit 1

            PORTC &=  MASK_7SEG_PORTC;

            PORTC |=  dataC;

            break;

        case 2 :

            // a-b-d-e-g

            dataB = 0b00010010;

            dataC = 0b00000000;

            PORTB &=  MASK_7SEG_PORTB; // clear data bit

            PORTB |=  dataB; // set data bit 1

            PORTC &=  MASK_7SEG_PORTC;

            PORTC |=  dataC;

            break;

        case 3 :

            // a-b-c-d-g

            dataB = 0b00000110;

            dataC = 0b00000000;

            PORTB &=  MASK_7SEG_PORTB; // clear data bit

            PORTB |=  dataB ; // set data bit 1

            PORTC &=  MASK_7SEG_PORTC;

            PORTC |=  dataC;

            break;

        case 4 :

            // b-c-f-g

            dataB = 0b00001100;

            dataC = 0b00000010;

            PORTB &= MASK_7SEG_PORTB; // clear data bit

            PORTB |=  dataB ; // set data bit 1

            PORTC &= MASK_7SEG_PORTC;

            PORTC |=  dataC;

            break;

        case 5 :

            // a-c-d-f-g

            dataB = 0b00100100;

            dataC = 0b00000000;

            PORTB &= MASK_7SEG_PORTB ; // clear data bit

            PORTB |=  dataB ; // set data bit 1

            PORTC &= MASK_7SEG_PORTC;

            PORTC |=  dataC;

            break;

        case 6 :

            // a-c-d-e-f-g

            dataB = 0b00100000;

            dataC = 0b00000000;

            PORTB &= MASK_7SEG_PORTB; // clear data bit

            PORTB |=  dataB ; // set data bit 1

            PORTC &= MASK_7SEG_PORTC;

            PORTC |=  dataC;

            break;

        case 7 :

            // a-b-c

            dataB = 0b00001111;

            dataC = 0b00000000;

            PORTB &= MASK_7SEG_PORTB; // clear data bit

            PORTB |=  dataB ; // set data bit 1

            PORTC &= MASK_7SEG_PORTC;

            PORTC |=  dataC;

            break;

        case 8 :

            // a-b-c-d-e-f-g

            dataB = 0b00000000;

            dataC = 0b00000000;

            PORTB &= MASK_7SEG_PORTB; // clear data bit

            PORTB |=  dataB ; // set data bit 1

            PORTC &= MASK_7SEG_PORTC;

            PORTC |=  dataC;

            break;

        case 9 :

            // a-b-c-d-f-g

            dataB = 0b00000100;

            dataC = 0b00000000;

            PORTB &= MASK_7SEG_PORTB; // clear data bit

            PORTB |= dataB ; // set data bit 1

            PORTC &= MASK_7SEG_PORTC;

            PORTC |= dataC;

            break;

        default :

            // All segments OFF

            dataB = 0b00111111;

            dataC = 0b00000010;

            PORTB &=  MASK_7SEG_PORTB; // clear data bit

            PORTB |=  dataB ; // set data bit 1

            PORTC &=  MASK_7SEG_PORTC;

            PORTC |=  dataC;

void show_7seg_4digit( uint16_t number )

    uint8_t i;

    for ( i = 0; i < 4 ; i++) {

        choose_7seg_digit( -1 ); // 7SEG ALL DIGIT OFF

        show_7seg_1digit( number % 10 );

        choose_7seg_digit( i );

        wait(100);

        number /= 10;

void getDigitNum(uint16_t num, uint16_t *num1000, uint16_t *num100, uint16_t *num10, uint16_t *num1)

    *num1000 = num / 1000;

    *num100 = ( num % 1000 ) / 100;

    *num10 = (num % 100 ) / 10;

    *num1 = (num % 10 );

/*

 Blink LEDs

*/

#define SENSING_WAIT_TIME 20

#define SENSIG_BLINK_TIME 5

void blink_7seg_4digit(uint16_t num, uint8_t blink_number)

    uint8_t i;

    while (blink_number-- > 0) {

        off_7seg();

        wait(SENSIG_BLINK_TIME * 1000);

        for (i = 0; i< SENSING_WAIT_TIME; i++) {

            show_7seg_4digit( num );

/*

 *  main

*/

int main(void)

    uint16_t num = 0;

    initIo();

    // Warming-UP Infrared detection module

    for ( num = 99; num > 0; num --) {

        blink_7seg_4digit(num, 1);

    while (1) {

        show_7seg_4digit( num );

        if (isIrsDetect() && num < 999) {

            num++;

            while (isIrsDetect()) { // wait for no detection

                blink_7seg_4digit(num, SENSIG_BLINK_TIME);

        if (isSw0On() && num < 999){

            num++;

            while (isSw0On()) {

                show_7seg_4digit( num );

        if (isSw1On() && num > 0){

            num--;

            while (isSw1On()) {

                show_7seg_4digit( num );

    return 0;

Makefile

# AVR-GCC Makefile

PROJECT=main

SOURCES=$(PROJECT).c

CC=avr-gcc

OBJCOPY=avr-objcopy

MMCU=atmega168

TARGETDEV=m168p

CFLAGS=-mmcu=$(MMCU) -Wall

$(PROJECT).hex: $(PROJECT).out

$(OBJCOPY) -j .text -O ihex $(PROJECT).out $(PROJECT).hex

$(PROJECT).out: $(SOURCES)

$(CC) $(CFLAGS) -I./ -o $(PROJECT).out $(SOURCES)

program: $(PROJECT).hex

sudo avrdude -p $(TARGETDEV) -P usb -c avrispmkII -e -U flash:w:$(PROJECT).hex

clean:

rm -f $(PROJECT).out

rm -f $(PROJECT).hex

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