平成25年社会人講座 Arduinoによるマイコン入門講座

1.  arduino
2.  LED
3.  LED
4. 
5.  LED
6. 
7.  cds
8.  7 LED
( )

Arduino Processing/Wiring
LEONARDO 2000
LEONARDO 14 ( PWM
) 6 (+5V GND)
4 LED(ON L TX RX)
Arduino

LED
LED Light Emitting Diode)
LED ( ) ( )
13 GND

Arduino
Arduino
Arduino
Arduino
1 2 OK.

Arduino Leonardo
0 13 14
( )
• 
•  5V (LED )
•  0 5V 0.02V
A0 A5 6
•  5V 0.005V
5V 3.3V

Arduino
void setup(){
}
void loop(){
}

void setup(){
}
arduino
1
void loop(){
}

int led =13; →led 13
pinMode(led,OUTPUT);
→13
digitalWrite(led,HIGH);
→13 5V
delay(100);
→ 100m (=0.1 )
digitalWrite(led,LOW);
→13 0V
setup()
loop()

Arduino
LED
int led =13; →led 13
pinMode(led,OUTPUT);
→13
digitalWrite(led,HIGH);
→13 5V
delay(1000);
→ 1000m (=1 )
digitalWrite(led,LOW);
→13 0V

Arduino
delayMicroseconds(500);
→ 500µ (=5×10-6
0.0005 )

tone
262 294 330
duration
500
0.5
tone

void loop(){
tone(pin,262,duration);
delay(duration);
delay(duration);
delay(duration);
delay(duration);
delay(duration);
delay(duration);
delay(duration);
delay(500);
delay(duration);
delay(duration);
delay(duration);
delay(duration);
delay(duration);
delay(duration);
delay(duration);
delay(1000);
}
int pin = 13;
int duration = 500;
void setup(){
pinMode(pin,OUTPUT
}

LED
for(i=0;i<255;i++){
}
→i 0 { }
i 1 {
i 255
analogWrite(ledpin,i)
→i 13
i 0 0V i 255 5V
i 1 0.02V

digitalRead(button)
→button=7 7
HIGH
LOW
if(val == HIGH){
}
else{
}
→val HIGH { }
else { }

arduino
+5V
0V
?V
→ 0V
→ 5V
7

Cds
analogRead(0)
→ 0
0V 0 5V 1023
0.004887585 V
0V
5V
0
1023
1024
5÷1024=0.004887585
512
512×0.004887585
=2.50244352 V

7 LED
2 3
4567
|
GND
7 LED Arduino

7 LED
2 3
4567
|
GND
7 LED
0 →a,b,d,f,g,i
a,b,d,f,g,i

7 LED
2 3
4567
|
GND
1 9
delay()

7 LED
11 13 13 16 11 5V 13 8 16
Gnd
Gnd5V
8

1.  arduino
2.  7 LED
3.  2 7 LED
4. 
5.  7 LED
(2 )

(1)
USB
USB Arduino
USB
→ →
leonardo arduino IDE( ) drivers

7 LED (1)
7 LED
LED
Arduino
0 1 2
4567
|
GND
3

7 LED (3)
int a = 0;
int b = 1;
int d = 2;
int e = 3;
int f = 4;
int g = 5;
int i = 6;
int j = 7;
void setup(){
pinMode(a,OUTPUT);
pinMode(b,OUTPUT);
pinMode(d,OUTPUT);
pinMode(e,OUTPUT);
pinMode(f,OUTPUT);
pinMode(g,OUTPUT);
pinMode(i,OUTPUT);
pinMode(j,OUTPUT);
}
void loop(){
digitalWrite(a,HIGH);
digitalWrite(b,HIGH);
digitalWrite(d,HIGH);
digitalWrite(e,LOW);
digitalWrite(f,HIGH);
digitalWrite(g,HIGH);
digitalWrite(i,HIGH);
digitalWrite(j,LOW);
delay(300);
seg_1.ino

7 LED
GND LED
C Arduino
IO 8
0 1 2
4567
|
8
3

0 9
LED
LED
IO
8
LOW 0 1 2
4567
|
8
3
7 LED

int a = 0;
int b = 1;
int d = 2;
int e = 3;
int f = 4;
int g = 5;
int i = 6;
int j = 7;
int c = 8;
void loop(){
digitalWrite(c,LOW);
delay(300);
void setup(){
pinMode(a,OUTPUT);
pinMode(b,OUTPUT);
pinMode(d,OUTPUT);
pinMode(e,OUTPUT);
pinMode(f,OUTPUT);
pinMode(g,OUTPUT);
pinMode(i,OUTPUT);
pinMode(j,OUTPUT);
pinMode(c,OUTPUT);
}
7 LED ( )
_7segLED_2_pre.ino

void loop(){
7 LED ( )
_7segLED_3_pre.ino
void loop(){
zero();
}
void zero(){
}
0
zero()
zero()

7 LED 2 (1)
7 LED
7 LED 8
7 LED 1 →8
7 LED 2 →16
7 LED 3 →24
7 LED Arduino

7 LED 2 (2)
7 LED
7 LED 8
7 LED 1 →8
7 LED 2 →16
7 LED 3 →24
7 LED Arduino

7 LED 2 (3)
LED
LED
( )
HIGH LOW 2
LED

7 LED 2 (4)
LED LED
0 1 2
4567
|
8
3 0 1 2
4567
|
9
3
digitalWrite(8,LOW);
digitalWrite(9,HIGH);
LED
digitalWrite(8,HIGH);
digitalWrite(9,LOW);
LED

0 1 2
4567
|
8
3 0 1 2
4567
|
9
3
7 LED 2 (5)
LED LED
LED

7 LED 2 (1)
int a = 0;
int b = 1;
int d = 2;
int e = 3;
int f = 4;
int g = 5;
int i = 6;
int j = 7;
int c_left = 8;
int c_right = 9;
int duration =100;
LED 0
void setup(){
pinMode(a,OUTPUT);
pinMode(b,OUTPUT);
pinMode(d,OUTPUT);
pinMode(e,OUTPUT);
pinMode(f,OUTPUT);
pinMode(g,OUTPUT);
pinMode(i,OUTPUT);
pinMode(j,OUTPUT);
pinMode(c_left,OUTPUT);
pinMode(c_right,OUTPUT);
}
void loop(){
zero_left();
delay(duration);
zero_right();
delay(duration);
}
void zero_left(){
_7segLED_5.ino

7 LED 2 (2)
int a = 0;
int b = 1;
int d = 2;
int e = 3;
int f = 4;
int g = 5;
int i = 6;
int j = 7;
int c_left = 8;
int c_right = 9;
int duration =5;
int k = 0;
void setup(){
pinMode(a,OUTPUT);
pinMode(b,OUTPUT);
pinMode(d,OUTPUT);
pinMode(e,OUTPUT);
pinMode(f,OUTPUT);
pinMode(g,OUTPUT);
pinMode(i,OUTPUT);
pinMode(j,OUTPUT);
pinMode(c_left,OUTPUT);
pinMode(c_right,OUTPUT);
}
void loop(){
for(k=1;k<100;k++){
zero_left();
delay(duration);
one_right();
delay(duration);
}
for(k=1;k<100;k++){
one_left();
delay(duration);
two_right();
delay(duration);
}
01→12→23→ _7segLED_6.ino

(3)
void setup() { }
Serial.begin(9600);
void loop() { }
Serial.println( );
float val = 0;
void setup(){
Serial.begin(9600);
}
void loop(){
val = analogRead(0);
Serial.println(val);
delay(500);
}
10mV=0.01V
int→float

(4)
analogRead(0)
→ 0
0V 0 5V 1023
0.004887585 V
0V
5V
0
1023
1024
5÷1024=0.004887585
512
512×0.004887585
=2.50244352 V
0 0V
1
10mV(=0.01V)
20 Vout
Vout = 0.01×20 = 0.2 [V]
analogRead()

(5)
temp
temp = (5/1024)*val / 0.01
temp = (5/1024)*val * 100
temp
float val = 0;
float temp = 0;
void setup(){
Serial.begin(9600);
}
void loop(){
temp = (5*val) / 1024 * 100;
Serial.println(temp);
delay(500);
}

(1)
temp 7 LED
temp 2 7 LED
10 1
temp ( 25) 10 (25 2) 1 (25 5)
temp_10 temp_1

(2)
temp 7 LED
10 temp 10 1 temp
10 temp_10 temp_1
temp float
temp_int
temp_int = int(temp)
temp_i
/ ( ) % ( )
temp temp_10
temp_1

temp 7 LED
float val = 0;
float temp = 0;
int temp_10;
int temp_1;
int temp_int;
void setup(){
Serial.begin(9600);
}
void loop(){
temp = (5*val) / 1024 * 100;
temp_int = (int)(temp);
temp_10 = temp_int / 10;
temp_1 = temp_int % 10;
Serial.println(temp_10);
delay(500);
}
(3)

2 7 LED
•  10
1
•  7 LED
(1)

(2)
void loop(){
temp = (5*val) / 1024 * 100;
temp_int = int(temp);
temp_10 = temp_int / 10;
temp_1 = temp_int % 10;
for(k=0;k<100;k++){
if(temp_10==0){
zero_left();
}
if(temp_10==1){
one_left();
}
( void setup() )

平成25年度熊本高等専門学校社会人講座
Arduinoによるマイコン入門講座（3週目）
１．ドットマトリクスLEDの使い方
２．文字や記号の表示方法
３．文字のスクロール方法
４．外部入力による点灯位置の制御
Arduino日本語リファレンス
http://www.musashinodenpa.com/arduino/ref/
ドットマトリクスLEDを用いたミニ電光掲示板
1

赤色ドットマトリクスＬＥＤ（アノードコモン）
LED：８×８ = ６４個端子は８＋８＝１６本
ピン番号 ①②③④⑤⑥⑦⑧
※文字面を手前にみる
ピン番号 ⑯⑮⑭⑬⑫⑪⑩⑨
2

赤色ドットマトリクスＬＥＤ（アノードコモン）
LED：８×８ = ６４個端子は８＋８＝１６本
行
(row)
列(col)
点灯方法
点灯させたいLEDの行を
HIGH（5V），
列をLOW（0V）にする．
3

配線「列」の配線には，途中に
100Ωの抵抗を接続する．
デジタル入出力ピンの0番と1番はシリアル通信などで使うため（プログラムをアッ
プロードするときにも干渉することがあるため），できれば接続しない方がよい． 4

配線 LED
ピン番号
行/列
番号
Arduino
ピン番号
９行１２
１０列４３
１１列６４
１２行４５
１３列１６
１４行２７
１５列７８
１６列８９
ANALOG IN A0 A1 A2 A3 A4 A5
UNO 14 15 16 17 18 19
Leonald 18 19 20 21 22 23
注意：アナログ入力端子（A0～A5）をデジタル入出力として使う場合のピン番号
LED
ピン番号
行/列
番号
Arduino
ピン番号
１行５１３
２行７１２
３列２１１
４列３１０
５行８２０（A2）
６列５２１（A3）
７行６２２（A4）
８行３２３（A5）
5

どれか１つを点灯させる
const int row[8] = { 2,7,23,5,13,22,12,20 }; //行のArduinoのピン番号
const int col[8] = { 6,11,10,3,21,4,8,9 }; //列のArduinoのピン番号
void setup(){
for(int i=0; i < 8; i++){ // 8回繰り返し
pinMode(col[i], OUTPUT); // 行の端子を「出力」に設定
pinMode(row[i], OUTPUT); // 列の端子を「出力」に設定
digitalWrite(col[i],HIGH); // 列にHIGHを出力してLEDを消灯
}
} ※この部分はこの後共通して使います
LED_MAT_1
6

どれか１つを点灯させる
void loop(){
digitalWrite(row[0],HIGH); // ある行にHIGH（5V）を出力
digitalWrite(col[0], LOW); // ある列にLOW（0V）を出力
}
※配列の番号を変えて，任意の場所を点灯させてみよう．
ただし，配列の番号（アドレス）は０から始まることに注意！
LED_MAT_1
7

順番に１個ずつ点灯させる
void loop(){
for(int i=0; i < 8; i++){ // ８回繰り返し（行の移動）
digitalWrite(row[i],HIGH); // 行にHIGHを出力⇒点灯準備
for(int j=0; j < 8; j++){ // ８回繰り返し（列の移動）
digitalWrite(col[j], LOW); // 列にLOWを出力 ⇒ LED点灯
delay(500); // 移動の間隔この場合は0.5秒
digitalWrite(col[j],HIGH); // 列にHIGHを出力 ⇒ LED消灯
}
digitalWrite(row[i],LOW); // 行にLOWを出力⇒点灯準備解除
}
}
64個がすべて点灯して見えるようにdelayMicroseconds( )
に替えて値を変更してみましょう．
LED_MAT_2
8

１個ずつ右にずらしながら点灯させ，すべて点
灯したらその行を消灯して次の行へ移動
void loop(){
for(int i=0; i < 8; i++){
digitalWrite(row[i], HIGH); // 行をHIGHにする（ONの準備）
for(int k=0; k<8; k++){ // 一行すべてONになるまで繰り返し
for(int j=0; j<8-k; j++){ // ONの横移動
digitalWrite(col[j], LOW); // 列をLOWにする（LED ON）
delay(100); // 移動スピード
digitalWrite(col[j],HIGH); // 列をHIGHにする（LED OFF）
}
digitalWrite(col[7-k],LOW); // 最後のLEDをONに保つ
}
for(int j=0; j<8; j++){ // 一行すべてOFFになるまで繰り返し
digitalWrite(col[j], HIGH); // 列をHIGHにする（LED OFF）
}
digitalWrite(row[i],LOW); // 行のLED OFF（その行すべてOFF）
}
}
LED_MAT_3
9

一文字の表示法
boolean matrix[8][8]={
{0,0,0,1,1,0,0,0},
{0,0,1,0,0,1,0,0},
{0,1,0,0,0,0,1,0},
{0,1,0,0,0,0,1,0},
{0,1,0,0,0,0,1,0},
{0,1,1,1,1,1,1,0},
{0,1,0,0,0,0,1,0},
{0,1,0,0,0,0,1,0}
};
setup( )の前に文字データを二次元配列 matrix[行数][列数]
で準備する．
//boolean型はtrue（１）かfalse（０）だけ
黒を１ ⇒
白を０ ⇒
10

一文字の表示法
void loop(){
for(int i =0; i < 8; i++){ // 行の繰り返し（配列を縦にみていく）
digitalWrite(row[i],HIGH); // 行をHIGHにする（ONの準備）
for(int j = 0; j < 8; j++){ // 列の繰り返し（配列を横にみていく）
if(matrix[i][j] == 1){ // もし配列の中身が１ならば次の｛｝を実行
digitalWrite(col[j], LOW); // LED ON（その列をLOWにする）
delayMicroseconds(200); // 点灯時間
}
digitalWrite(col[j],HIGH); // LED OFF（その列をHIGHにする）
}
digitalWrite(row[i],LOW); // 行をLOWにする（その行すべてOFF）
}
}
LED_MAT_CHARACTER1
11

任意の文字や絵の表示
LED_MAT_CHARACTER2
黒を１⇒
白を０⇒
左側に白黒で文字や絵を描き，右側に１，０のデータを作る．
右側の１，０のデータをmatrix[8][8]に書いて実行させてみましょう．
12

文字スクロール
boolean matrix[8][MAX_LEN＋１]={
{1,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,0,0,1,0,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,0,0,0,0},
{0,1,0,0,0,1,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0},
{0,0,1,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,1,0,0,0,0}
};
// 8行，（8×文字数＋1）列の配列を作る．
// 最後の列はすべて0としておく．
空の列
#define MAX_LEN 32 //8×4=32文字文字数に合わせて変更する
LED_MAT_SCROLL
13

文字スクロール（文字表示）
void loop(){
int count = 20; // １文字の表示回数 5（早い）～50（ゆっくり）
while(count>0){ // count数だけ繰り返し
for(int i=0; i<8; i++){ // 行の繰り返し（配列を縦にみていく）
digitalWrite(row[i],HIGH); // 行をHIGHにする（ONの準備）
for(int j = 0; j < 8; j++){ // 列の繰り返し（配列を横にみていく）
if(matrix[i][j] ==1 ){ // 配列の中身が１のときだけ次を実行
digitalWrite(col[j], LOW); // LED ON
delayMicroseconds(200); // 点灯時間
}
digitalWrite(col[j],HIGH); // LED OFF
}
digitalWrite(row[i],LOW);
}
count--; // countを１減らす
}
次ページへ続く
LED_MAT_SCROLL
14

文字スクロール（文字の移動）
for(int k = 0; k < 8; k++){ // 行の繰り返し
matrix[k][MAX_LEN] = matrix[k][0]; // 最後の列に1列目を移動
for(int l = 0; l < MAX_LEN; l++){ // 列の繰り返し
matrix[k][l]=matrix[k][l+1]; // 2列目以降を１つ左へずらす
}
}
}
文字データの二次元配列を１列ずらす
LED_MAT_SCROLL
15

任意の文字や絵のスクロール
16

エクセルによる二次元データ作成
(1)．8×文字数+1列の
枠を準備．その後デー
タを入力する．
点灯 ⇒ １
消灯 ⇒ ０
(2)．「名前を付けて保存」で「ファイルの種類」をCSV（カンマ区切り）として保存し，
終了する．もし，“○○.csv”へ変更を保存しますか？が表示されたら“いいえ”を
選択して終了する．
(3)．保存されたCSV形式のファイルを右クリックし，「プログラムから開く」から「メ
モ帳」で開く．そのデータをコピーする．
(4)．貼り付けた後，左側に｛最後列の後に｝，（中カッコとカンマ）を入力す
る．(5)．#define MAX_LEN ○←に列数を入力．
17

好きな文字や図案を作って
スクロールさせてみよう
(1) エクセルによる文字や図案の作成
⇒ CSV形式で保存 ⇒ メモ帳で開く
(2) データをboolean matrix[8][MAX_LEN+1]へコピーする．
(3) 配列データの左に「｛」，右側に「｝，」を追加する．
(3) 文字数（列の数）に合わせて MAX_LEN を変更する．
(4) loop( )内の count でスクロールスピードを調整する．
18

可変抵抗の使い方
ALPS ロータリーボリューム 10kΩ 型番RK09K1130AP5
1 2 3 1
3
つまみ
2
10kΩ
つまみの回転角度
端子1-2間の抵抗
B特性
・ポテンショメータ
・電子回路
A特性
オーディオ用
ブレッドボードに挿す
ために曲げている
回路図
19

可変抵抗器の配線
ANALOGIN
5VX
行方向
Y
列方向
GND
A0
A1
POWER
20

スケッチの例 RowColumnScanning を使用
(1) ファイル ⇒ スケッチの例 ⇒ 07.Display ⇒
RowColumnScanning を選択
(2) Arduino UNO のピン番号をLEONALD仕様に変更
// 2-dimensional array of row pin numbers:
const int row[8] = {2,7,19,5,13,18,12,16 } を
const int row[8] = {2,7,23,5,13,22,12,20 } に変更
// 2-dimensional array of column pin numbers:
const int col[8] = {6,11,10,3,17,4,8,9 } を
const int col[8] = {6,11,10,3,21,4,8,9 } に変更
21

RowColumnScanning
// 2-dimensional array of pixels:
int pixels[8][8]; // ドットマトリクスLED用の
8×8の二次元配列を準備
// cursor position:
int x = 5; //LEDのｘ軸（行方向）の位置を決める変数 ⇒ pixelsのx番地
int y = 5; //LEDのy軸（列方向）の位置を決める変数 ⇒ pixelsのy番地
// initialize the pixel matrix:
for (int x = 0; x < 8; x++) {
for (int y = 0; y < 8; y++) {
pixels[x][y] = HIGH; //配列pixelsの中身をすべてHIGHに初期化
}
}
void setup( )は省略
0
1
2
3
4
5
6
7
yの番地
xの番地
0 1 2 3 4 5 6 7
22

void readSensors() {
// turn off the last position:
pixels[x][y] = HIGH; // 配列pixelsの番地（x,y：前の番地）の中身をHIGHに設定
// read the sensors for X and Y values:
x = 7 - map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 7); //入力電圧を0～7へ変換し，
それを７から引いたものをx
y = map(analogRead(A1), 0, 1023, 0, 7); //入力電圧を0～7へ変換し，それをy
// set the new pixel position low so that the LED will turn on
// in the next screen refresh:
pixels[x][y] = LOW; // 配列pixelsの番地（x,y：現在の番地）の中身をLOWに設定
}
RowColumnScanning
A0の電圧を取得現在の範囲新しい範囲
0
1
2
3
4
5
6
7
yの番地
xの番地
0 1 2 3 4 5 6 7
readSensors（）は，可変抵抗のつまみの位置を
電圧として読み込み，その値によって点灯位置の番
地ｘ，ｙを決め，そこがONになるように配列pixelsに
LOWをセットする．
23

RowColumnScanning
void refreshScreen() { //pixel[x][y]をスキャンしてLOWの位置でLEDを点灯させ，すぐに消す
// iterate over the rows (anodes):
for (int thisRow = 0; thisRow < 8; thisRow++) { // 行の繰り返し
// take the row pin (anode) high:
digitalWrite(row[thisRow], HIGH); // thisRow番目の行をHIGHにする（ONの準備）
// iterate over the cols (cathodes):
for (int thisCol = 0; thisCol < 8; thisCol++) { // 列の繰り返し
// get the state of the current pixel;
int thisPixel = pixels[thisRow][thisCol]; // thisPixel に現在のpixels[thisRow][thisCol] の中身を代入
// when the row is HIGH and the col is LOW,
// the LED where they meet turns on:
digitalWrite(col[thisCol], thisPixel); // thisCol列に thisPixel の値をデジタル出力
（thisPixel が LOW のところだけ LED ON）
// turn the pixel off:
if (thisPixel == LOW) { // もし thisPixel の中身が LOW ならば次を実行
digitalWrite(col[thisCol], HIGH); // thisCol列に HIGH を出力（LED OFF）
}
}
// take the row pin low to turn off the whole row:
digitalWrite(row[thisRow], LOW); // thisRow番目の行をLOWにする（OFFに戻す）
}
}
点灯
消灯
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参考文献・購入先
• Massimo Banzi著，船田巧訳：Arduinoをはじめよう第２版，㈱オ
ライリージャパン，2000円+税
• 河連庸子，山崎文徳，神原健著：Arduinoスーパーナビゲーショ
ン，リックテレコム，3600円+税
• 建築発明工作ゼミ2008 基本から応用まで詳しく解説されています．
http://kousaku-kousaku.blogspot.jp/2008/07/arduino.html
• 部品の購入先
Arduino：スイッチサイエンス http://www.switch-science.com/
電子部品：秋月電子通商 http://akizukidenshi.com/catalog/
皆様お疲れさまでした．
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平成25年社会人講座 Arduinoによるマイコン入門講座

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