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7-SEGMENT DEVICE CONTROL- DEVICE DRIVER

Jo, Heeseung

2

디바이스 드라이버 구현: 7-SEGMENT

HBE-SM5-S4210의 M3 Module에는 6자리를 가지는 7-Segment 모듈이 아래 그림처럼 실장

6 Digit 7-Segment

3


6-Digit 7-Segment LED controller

• 16비트로 구성된 2개의 레지스터에 의해 제어

• SEG_Sel_Reg(Segment Select Register)

• SEG_Data_Reg(Segment Data Register)

• 레지스터들은 Read와 Write 모두 가능하도록 설계

SEG_Sel_Reg

• 0~5bit에 0 또는 1을 써 넣음으로써 display될 digit를 선택

SEG_Data_Reg

• 0~7bit에 0 또는 1을 써 넣음으로써 display될 segment들을 선택

4


Segment Select Register와 Segment Data Register

• 각 비트에 대응되는 6Digit 7-Segment의 핀 배치도

SEG_E

SEG_G

SEG_F

SEG_D

SEL2

SEL1

SEL4

SEL5

SEL6

SEG_C

SEG_B

SEG_A

SEG_H

SEL3

6


SEG_Sel_Reg 비트 구조

SEL1 ~ SEL6

• 6-Digit 7-Segment LED 중 display될 digit를 선택하는 bit

• 1을 입력할 경우 선택 해제

• 0을 입력할 경우 선택

Bits Name Description

0 SEL1 Digit 1 Select Bit0 (Active Low)






bit

reset

Physical Address 0x0500_0030 SEG_Sel_Reg

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

SEL_6

SEL_5

SEL_4

SEL_3

SEL_2

SEL_1

x x x x x x x x x x 0 0 0 0 0 0

8


SEG_Data_Reg 비트 구조

SEG_A ~ SEG_G

• 6 Digit 7-Segment 중 display될 digit의 segment들을 선택하는 bit

• 0을 입력할 경우 선택해제

• 1을 입력할 경우 선택

Bits Name Description

0 SEG_A Segment Display Bit0 (Active High)

1 SEG_B Segment Display Bit1 (Active High)

2 SEG_C Segment Display Bit2 (Active High)

3 SEG_D Segment Display Bit3 (Active High)

4 SEG_E Segment Display Bit4 (Active High)

5 SEG_F Segment Display Bit5 (Active High)

6 SEG_G Segment Display Bit6 (Active High)

7 SEG_H Segment Display Bit7 (Active High)

bit

reset

Physical Address 0x0500_0032 SEG_Data_Reg

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

SEG_A

SEG_B

SEG_C

SEG_D

SEG_E

SEG_F

SEG_G

SEG_H

x x x x x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0

10


6개의 7-Segment Array에 "123456"의 숫자를 표시하기 위한과정과 각 신호 라인의 펄스 타이밍도

• 지속해서 신호를 주어야 불이 켜진 것 처럼 보임

1 2

6 3

5 4

7

1 2

3 4

5 6

12


Device driver 소스파일

• 7-Segment 리눅스 디바이스 드라이버는 커널에 포함

• menuconfig 실행

- Device Drivers -> [*] Misc devices -> [*] Hanback Electronics M3(FPGA) Device Support -> <*>7 Segment

• linux-2.6.35-s4210/drivers/misc/hanback/segment.c 참조

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linux-2.6.35-s4210/drivers/misc/hanback/segment.c

unsigned short Getsegmentcode (short x){

unsigned short code;switch (x) {

case 0x0 : code = 0xfc; break;case 0x1 : code = 0x60; break;case 0x2 : code = 0xda; break;case 0x3 : code = 0xf2; break;case 0x4 : code = 0x66; break;case 0x5 : code = 0xb6; break;case 0x6 : code = 0xbe; break;case 0x7 : code = 0xe4; break;case 0x8 : code = 0xfe; break;case 0x9 : code = 0xf6; break;

case 0xa : code = 0xfa; break;case 0xb : code = 0x3e; break;case 0xc : code = 0x1a; break;case 0xd : code = 0x7a; break;case 0xe : code = 0x9e; break;case 0xf : code = 0x8e; break;default : code = 0; break;

}return code;

}

SEG_E

SEG_G

SEG_F

SEG_D

SEL2

SEL1

SEL4

SEL5

SEL6

SEG_C

SEG_B

SEG_A

SEG_H

SEL3

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디바이스 드라이버 구현: 7-Segmentssize_t segment_write(struct file *inode, const char *gdata, size_t length, loff_t*off_what){

unsigned char data[6];unsigned char digit[6]={0x20, 0x10, 0x08, 0x04, 0x02, 0x01};unsigned int i,num,ret;unsigned int count=0,temp1,temp2;

ret=copy_from_user(&num,gdata,4);

count = num;

if(num!=0) {data[5]=Getsegmentcode(count/100000);temp1=count%100000;data[4]=Getsegmentcode(temp1/10000);temp2=temp1%10000;data[3]=Getsegmentcode(temp2/1000);temp1=temp2%1000;data[2]=Getsegmentcode(temp1/100);temp2=temp1%100;data[1]=Getsegmentcode(temp2/10);data[0]=Getsegmentcode(temp2%10);

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디바이스 드라이버 구현: 7-Segmentswitch (mode_select) {

case MODE_0_TIMER_FORM:break;case MODE_1_CLOCK_FORM:// dot printdata[4] += 1;data[2] += 1;break;

}// printfor(i=0;i<6;i++) {

*segment_grid = digit[i];*segment_data = data[i];mdelay(1);

}}

*segment_grid = ~digit[0];*segment_data = 0;

return length;}

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seg_test.c 프로그램 작성

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <time.h>

int main (int argc, char *argv[]){

int fd, value = 1, i, count, clock, ch;unsigned short input, dir = 0;

if (argc <= 1){

printf ("please input the parameter! ex) %s 123456\n", argv[0]);return -1;

}

17

디바이스 드라이버 구현: 7-Segment

if ((fd = open ("/dev/segment", O_RDWR | O_SYNC)) < 0){

printf ("FND open fail\n");exit (1);

}count = atoi(argv[1]);

for (i = 0; i < 400; i++){

write (fd, &count, 4);usleep (1000);

}

close (fd);return 0;

}

18


Makefile 작성

CC = arm-linux-gccCFLAGS = -DNO_DEBUGEXEC = seg_testOBJS = $(EXEC).o

all: $(EXEC)$(EXEC): $(OBJS)

$(CC) -o $@ $^clean:

rm -f $(OBJS) $(EXEC)

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컴파일

• make clean하면 먼저 컴파일 된 실행예제 파일 삭제

• make 명령어로 컴파일 실행

테스트

• board에서 실행

root@ubuntu:/working/device_driver/seg_driver# lsMakefile seg_test.croot@ubuntu:/working/device_driver/seg_driver# make clean; make------------------다음과 같은 메시지가 출력된다 -----------------rm -f seg_test.o seg_testarm-linux-gcc -c -DNO_DEBUG -o seg_test.o seg_test.carm-linux-gcc -o seg_test seg_test.oroot@ubuntu:/working/device_driver/seg_driver# lsMakefile seg_test seg_test.c seg_test.o

20

EXERCISE

1초 마다 랜덤한 6자리 숫자가 표시되는 프로그램을 작성

7-SEGMENT DEVICE CONTROL- MMAP()

Jo, Heeseung

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7-SEGMENT 제어

7-Segment

• 원하는 자리에 원하는 부분(세그먼트)를 켜서 데이터를 출력

• 해당 데이터에 따라 7-Segment에 숫자나 영문자를 표시

• 그리드 선택 번지 : 0x05000030

• 세그먼트 선택 번지 : 0x05000032

그리드 선택 번지의 데이터 형식

• 0x01 – SEG1을 선택

• 0x02 – SEG2를 선택





24

7-SEGMENT 제어

다음으로 세그먼트 데이터 형식

• 숫자 0 : 0xfc

• 숫자 1 : 0x60

• 숫자 2 : 0xda

• 숫자 3 : 0xf2

• 숫자 4 : 0x66

• 숫자 5 : 0xb6

• 숫자 6 : 0xbe

• 숫자 7 : 0xe4

• 숫자 8 : 0xfe

• 숫자 9 : 0xf6

• 영문 a : 0xfa

• 영문 b : 0x3e

• 영문 c : 0x1a

• 영문 d : 0x7a

• 영문 e : 0x9e

• 영문 f : 0x8e

SEG_E

SEG_G

SEG_F

SEG_D

SEL2

SEL1

SEL4

SEL5

SEL6

SEG_C

SEG_B

SEG_A

SEG_H

SEL3

25

7-SEGMENT 제어

segment.c 작성

#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <sys/mman.h>#include <fcntl.h>

unsigned short Getsegcode(short x);

#define FPGA_BASEADDRESS 0x05000000#define SEG_GRID_OFFSET 0x30#define SEG_DATA_OFFSET 0x32

int main(){

int fd;volatile int i,j;unsigned int count=1,num,temp1,temp2;unsigned short data[6];unsigned short digit[6]={0x20, 0x10, 0x08, 0x04, 0x02, 0x01};unsigned short *addr_fpga;unsigned short *addr_grid, *addr_data;

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7-Segment 제어if((fd=open("/dev/mem",O_RDWR|O_SYNC)) < 0) {

printf("mem open fail\n");exit(1);

}

addr_fpga= (unsigned short *)mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, FPGA_BASEADDRESS);

if(*addr_fpga == (unsigned short)-1) {close(fd);printf("mmap error\n");exit(1);

} addr_grid=addr_fpga+SEG_GRID_OFFSET;addr_data=addr_fpga+SEG_DATA_OFFSET;

printf("- 7 Segment\n");

28

7-Segment 제어while(count!=0) {

num=0;printf("Input count value: [1-999999] (0 : exit program) \n");scanf("%d", &count);while(num<=count ) {

data[5]=Getsegcode(num/100000);temp1=num%100000;data[4]=Getsegcode(temp1/10000);temp2=temp1%10000;data[3]=Getsegcode(temp2/1000);temp1=temp2%1000;data[2]=Getsegcode(temp1/100);temp2=temp1%100;data[1]=Getsegcode(temp2/10);data[0]=Getsegcode(temp2%10);

for(j=0;j<20;j++) { for(i=0;i<6;i++) {

*addr_grid = digit[i];*addr_data = data[i];usleep(1000);

}}num++;

}*addr_grid = ~digit[0];*addr_data = 0;

}

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7-Segment 제어munmap(addr_fpga,4096);close(fd);return 0;

}unsigned short Getsegcode(short x){

unsigned short code;switch (x) {

case 0x0 : code = 0xfc; break;case 0x1 : code = 0x60; break;case 0x2 : code = 0xda; break;case 0x3 : code = 0xf2; break;case 0x4 : code = 0x66; break;case 0x5 : code = 0xb6; break;case 0x6 : code = 0xbe; break;case 0x7 : code = 0xe4; break;case 0x8 : code = 0xfe; break;case 0x9 : code = 0xf6; break;

case 0xa : code = 0xfa; break;case 0xb : code = 0x3e; break;case 0xc : code = 0x1a; break;case 0xd : code = 0x7a; break;case 0xe : code = 0x9e; break;case 0xf : code = 0x8e; break;default : code = 0; break;

}return code;

}

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7-SEGMENT 제어

Makefile 작성

CC = arm-linux-gccCFLAGS = -DNO_DEBUGEXEC = segmentOBJS = $(EXEC).o

all: $(EXEC)$(EXEC): $(OBJS)

$(CC) -o $@ $^clean:

rm -f $(OBJS) $(EXEC)

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7-SEGMENT 제어

컴파일

• make clean하면 먼저 컴파일 된 실행예제 파일 삭제

• make 명령어로 컴파일 실행

테스트

• board에서 실행

root@ubuntu:/working/mmap/segment# makearm-linux-gcc -c -DNO_DEBUG -o segment.o segment.carm-linux-gcc -o segment segment.oroot@ubuntu:/working/mmap/segment# lsMakefile segment segment.c segment.o

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