ディスプレイ描画プログラミング

第 3 章
ディスプレイ描画プログラミング
∼図形や文字をマイコンで描画する∼
操田浩之
第 2 章では，ディスプレイに何らかの図形などを表示する
P3.0 から P3.3 までは端子番号 29 から 32 に割り当てられて
CRTC を CPLD で設計した．ここでは，CRTC に送り込む文
いますが，P3.4 と P3.5 は 38，39 ピン，P3.6 と P3.7 は 46，
字や点，線などといったビデオ・データの設計方法について説
47 ピンといったように，連続して並んでいません．しかし，
明する．
CRTC 用 CPLD に接続すれば，CPLD の内部で自由に配線
（編集部）
を組み替えることができるので，1 組の 8 ビット分のデー
英数字や外字および直線，円をディスプレイに描画する
方法について解説します．また，描画用マイコン（ADuC
タ・ポートさえ選べば（今回は P3），残りの端子は別々の
ポートからでも構いません．
7026 米国 Analog Devices 社）で取得したセンサからのア
ナログ・データを，リアルタイムにグラフ表示する機能，
写真などのフルカラーの画像を 8 色に減色して表示する機
能（誤差拡散アルゴリズム）についても説明します（写真1）．
● CRTC 用 CPLD がディスプレイにデータを送出してい
る間はアクセスできない
第 2 章で紹介した CRTC は，ディスプレイへの表示を優
先して，表示のちらつきを抑えるようにしています．その
1．描画用マイコンと CRTC 用 CPLD
との接続
ため表示データの更新は，ディスプレイ表示のために
CRTC 用 CPLD が SRAM にアクセスしていないタイミン
グで行う必要があります．
基板面積を節約するために描画用マイコンと第 2 章で設
SRAM のデータの書き換えは，8 ドット× 3 色分のデー
計した CRTC 用 CPLD（MAX II）との接続は，最短距離を
タをバッファ（D フリップフロップ）に転送した後から，こ
必要最小限の信号線で接続することにしました．I/O 端子
のデータがシフト・レジスタにセットされるまでの間に行っ
の接続関係を表 1 に示します．描画用マイコンと SRAM と
ています．つまり，CRTC 用 CPLD は SRAM へアクセス
の接続は，すべてCRTC 用CPLD を経由して行っています．
する際に，ディスプレイ表示期間とSRAM データ更新期間
に分けてアクセスします．そのため，画面が乱れることな
● MAX II は内部で自由に配線できるためマイコンの端子
く表示内容を書き換えられるのです．
設定の自由度は高い
描画用マイコンであるADuC7026 のポートは，A-D ポー
トおよび D-A ポートが一般の I/O ポート（GPIO）として使
えません．また，I/O ポートもポート番号順に連続で並ん
でいません．例えば，今回使用したポート 3（P3）の場合，
Keyword
46
● ADuC7026 はあらかじめダウンローダ・プログラム
が書き込まれている
ADuC7026 の端子はアドレス・バスおよびデータ・バス
として使用できますが，プログラム的にはUART を除いて
ADuC7026，グラフィックス表示，文字の表示，文字色，背景色，点と直線の表示，4 則演算，Michener，
ディジタル・オシロスコープ，加速度センサ，グラフ表示
Design Wave Magazine 2008 March
特集1
画像表示の
ための
GPIO として扱っています．なお，ADuC7026 は，あらか
じめダウンローダ・プログラムが書き込まれています．
JTAG は省略し，プログラムのダウンロードとデバッグは
シリアル・ポート（USB）を介して行うことにしました．
ディジタル回路入門
● 描画用マイコンの動作クロックは CRTC 用 CPLD のピ
クセル・クロックと同期していなくてもよい
マイコンの動作クロックは，内部の PLL 回路で発生する
クロックを利用して，41.78MHz で駆動させています．今
プログラムの開発ツールは米国 Keil 社の統合開発環境μ
回，データのSRAM への書き換えはすべてCRTC 用CPLD
Vision3 を使用し，ダウンロード・プログラムは米国
が行っています．そのため，描画用マイコンの動作クロッ
Analog Devices 社の ARMWSD を使用しました．どちら
クがピクセル・クロックの 40MHz とは同期しない 41.78
もフリーでダウンロードして，使用できます（図 1）．
MHz で動作していても，画面がちらつくことはありません．
1
2
App
（a）文字（外字）表示
3
（b）図形表示（直線，円）
写真 1 制作したプロ
グラムによる表示
（c）グラフ表示
（d）誤差拡散による
画像表示
Design Wave Magazine 2008 March
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