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）

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。

※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。