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@Utata-neko

RISC-Vマイコン CH32V003でLチカボード　Ver.1.0

Last updated at Posted at 2025-09-01

  • 作品概要

    　•RISC-Vマイコン「CH32V003」を搭載した8×8 LED制御ボード
    　•電源はコンパクトなCR2032コイン電池で駆動
    　•英数字のスクロール表示が可能（プログラム制御）

  • 特徴

    　•青色LEDが優しく光り、見ているだけで心が落ち着く
    　•WCH-LinkEデバッガと接続することで書き込み・デバッグが可能
    　•3Dプリンタ製の専用ケースで持ち運びもスマート

  • ハードウェアの主な仕様

    • マイコン：CH32V003（低消費電力・高性能なRISC-Vベース）
    • LED表示：8×8の青色LEDマトリクスを制御可能
    • 電源：CR2032ボタン電池で駆動、屋外でも気軽に持ち運び可能
    WCH-LinkEを使った書き込み・デバッグ対

  • RISC-Vマイコン CH32V003でLチカボード　ボード概要

image.png

LED実装は、外部スイッチを下にしてアノード側が上側に来ます。

1756736038270.jpg

  • RISC-Vマイコン CH32V003でLチカボード　回路図

image.png

  • 書き込み方法と注意点

書き込み方法（WCH-LinkE使用）
• 接続ピン：
・5V　書き込み電源供給　供給する端子は5V側につないでください。
・GND                                
・SWDIO（デバッグ・書き込み用）
• 操作手順：
・WCH-LinkEと基板を接続
・スイッチを「WRITE」側に倒すことで書き込み可能

注意点
• PD7ピン（NRST）について：通常はリセット機能を持つNRSTピンですが、
本ボードではGPIOとして使用しています
・そのため、外部リセット信号は使用できません

  • サンプルコード

コード解説：CH32V003によるLED文字スクロール表示
このプログラムは、CH32V003マイコンを使って8×8の青色LEDマトリクスに英数字メッセージをスクロール表示するものです。Arduino記述で、視覚的に美しく、イベント展示にも最適です。

主な機能と構成

  • ピン設定
    ・行ピン（縦方向）：PA1〜PD0
    ・列ピン（横方向）：PC1〜PA2
    → マトリクスLEDの各ピクセルを制御するための配線

  • 表示文字列
    「HELLO NT TOKYO 2025.9.6. BLINKING WITH LOVE. DIY OR DIE」
    → メッセージをスクロール表示

  • フォント定義
    ・英大文字（A〜Z）、数字（0〜9）、スペース、ピリオドを8×8ドットで定義
    ・文字を左に90度回転させて、縦スクロールに対応

  • スクロール処理
    ・文字列をバッファに展開し、1列ずつ表示
    ・スクロール速度は scrollDisplay(100) で調整可能（100ms）


#include <Arduino.h>

// 行ピン (上端 PA1 → 下端 PD0)
const uint8_t rawPins[8] = { PA1, PD7, PD6, PD5, PD4, PD3, PD2, PD0 };

// 列ピン (左端 PC1 → 右端 PA2)
const uint8_t colPins[8] = { PC1, PC2, PC3, PC4, PC5, PC6, PC7, PA2 };

// 表示文字列
const char message[] =
  " HELLO NT TOKYO 2025.9.6. BLINKING WITH LOVE. DIY OR DIE  ";

// フォント定義（スペース、A～Z、0～9、ピリオド）
const uint8_t font[][8] = {
  {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, // space
  {0x3C,0x42,0x81,0x81,0xFF,0x81,0x81,0x81}, // A
  {0xFE,0x81,0x81,0xFE,0x81,0x81,0x81,0xFE}, // B
  {0x7E,0x81,0x80,0x80,0x80,0x80,0x81,0x7E}, // C
  {0xFC,0x82,0x81,0x81,0x81,0x81,0x82,0xFC}, // D
  {0xFF,0x80,0x80,0xFC,0x80,0x80,0x80,0xFF}, // E
  {0xFF,0x80,0x80,0xFC,0x80,0x80,0x80,0x80}, // F
  {0x7E,0x81,0x80,0x80,0x8F,0x81,0x81,0x7E}, // G
  {0x81,0x81,0x81,0xFF,0x81,0x81,0x81,0x81}, // H
  {0x7E,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x7E}, // I
  {0x1F,0x06,0x06,0x06,0x06,0x86,0x86,0x7C}, // J
  {0x81,0x82,0x84,0xF8,0x84,0x82,0x81,0x81}, // K
  {0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0xFF}, // L
  {0x81,0xC3,0xA5,0x99,0x81,0x81,0x81,0x81}, // M
  {0x81,0xC1,0xA1,0x91,0x89,0x85,0x83,0x81}, // N
  {0x7E,0x81,0x81,0x81,0x81,0x81,0x81,0x7E}, // O
  {0xFE,0x81,0x81,0xFE,0x80,0x80,0x80,0x80}, // P
  {0x7E,0x81,0x81,0x81,0x89,0x85,0x82,0x7D}, // Q
  {0xFE,0x81,0x81,0xFE,0x84,0x82,0x81,0x81}, // R
  {0x7E,0x81,0x80,0x7E,0x01,0x81,0x81,0x7E}, // S
  {0xFF,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18}, // T
  {0x81,0x81,0x81,0x81,0x81,0x81,0x81,0x7E}, // U
  {0x81,0x81,0x81,0x81,0x42,0x24,0x18,0x18}, // V
  {0x81,0x81,0x81,0x99,0xA5,0xC3,0x81,0x81}, // W
  {0x81,0x42,0x24,0x18,0x24,0x42,0x81,0x81}, // X
  {0x81,0x42,0x24,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18}, // Y
  {0xFF,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0xFF}, // Z
  {0x7E,0x81,0x89,0x91,0xA1,0xC1,0x81,0x7E}, // 0
  {0x18,0x38,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x7E}, // 1
  {0x7E,0x81,0x01,0x02,0x0C,0x30,0x40,0xFF}, // 2
  {0x7E,0x81,0x01,0x1E,0x01,0x01,0x81,0x7E}, // 3
  {0x02,0x06,0x0A,0x12,0x22,0xFF,0x02,0x02}, // 4
  {0xFF,0x80,0x80,0xFE,0x01,0x01,0x81,0x7E}, // 5
  {0x3E,0x40,0x80,0xFE,0x81,0x81,0x81,0x7E}, // 6
  {0xFF,0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x20}, // 7
  {0x7E,0x81,0x81,0x7E,0x81,0x81,0x81,0x7E}, // 8
  {0x7E,0x81,0x81,0x81,0x7F,0x01,0x02,0x7C}, // 9
  {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x18,0x18,0x00}  // .
};

const uint8_t* getFont(char c) {
  if (c == ' ')          return font[0];
  if (c >= 'A' && c <= 'Z') return font[c - 'A' + 1];
  if (c >= '0' && c <= '9') return font[c - '0' + 27];
  if (c == '.')          return font[37];
  return font[0];
}

// 90°左回転 (左右反転なし)
void rotateLeft90(const uint8_t* src, uint8_t* dst) {
  for (int y = 0; y < 8; y++) {
    dst[y] = 0;
    for (int x = 0; x < 8; x++) {
      // 元 [x][y] が新 dst[y][7-x] に来る
      if (src[x] & (1 << (7 -y))) {
        dst[y] |= (1 << ( x));
      }
    }
  }
}


uint8_t scrollBuffer[512];
int scrollLen = 0;  // 実際に書き込まれたデータ長

void buildScrollBuffer(const char* msg) {
  int len = strlen(msg), pos = 0;
  for (int i = 0; i < len; i++) {
    uint8_t tmp[8];
    rotateLeft90(getFont(msg[i]), tmp);
    // 文字データ 8列
    for (int c = 0; c < 8; c++) {
      if (pos < sizeof(scrollBuffer)) scrollBuffer[pos++] = tmp[c];
    }
    // 文字間隔 1列
    if (pos < sizeof(scrollBuffer)) scrollBuffer[pos++] = 0x00;
  }
  // 末尾スペースを文字間隔と同じ1列だけ追加
  if (pos < sizeof(scrollBuffer)) scrollBuffer[pos++] = 0x00;
  // 実データ長を記録
  scrollLen = pos;
}

void scrollDisplay(uint16_t speed) {
  int total = scrollLen;              // 修正：全長ではなく実データ長を使う

  // 0 → total-8 で左→右に流す
  for (int offset = 0; offset <= total - 8; offset++) {
    unsigned long start = millis();
    while (millis() - start < speed) {
      for (int row = 0; row < 8; row++) {
        digitalWrite(rawPins[row], LOW);
        for (int col = 0; col < 8; col++) {
          bool on = (scrollBuffer[offset + col] >> row) & 0x01;
          digitalWrite(colPins[col], on ? HIGH : LOW);
        }
        delayMicroseconds(1000);
        digitalWrite(rawPins[row], HIGH);
        for (int col = 0; col < 8; col++)
          digitalWrite(colPins[col], LOW);
      }
    }
  }
}

void setup() {
  for (int i = 0; i < 8; i++) {
    pinMode(rawPins[i], OUTPUT);  digitalWrite(rawPins[i], HIGH);
    pinMode(colPins[i], OUTPUT);  digitalWrite(colPins[i], LOW);
  }
  buildScrollBuffer(message);
}

void loop() {
  scrollDisplay(100);  // スクロール速度（ms）
}

  • ランダムにLEDを表示させるプログラム

コード解説：CH32V003で動く「ランダム点灯LEDマトリクス」
このプログラムは、CH32V003マイコンを使って8×8の青色LEDマトリクスにランダムな光のパターンを表示するものです。ArduinoIDEで、シンプルながら視覚的に心地よい「癒しの点滅」を実現しています。

#include <Arduino.h>

// RAWピン（行）
const uint8_t rawPins[8] = {PA1, PD7, PD6, PD5, PD4, PD3, PD2, PD0};
// カラムピン（列）
const uint8_t colPins[8] = {PC1, PC2, PC3, PC4, PC5, PC6, PC7, PA2};

// 表示用バッファ（8x8）
bool ledMatrix[8][8];

void setup() {
  // 初期化
  for (int i = 0; i < 8; i++) {
    pinMode(colPins[i], OUTPUT);
    digitalWrite(colPins[i], LOW); // 列はLOWで消灯

    pinMode(rawPins[i], OUTPUT);
    digitalWrite(rawPins[i], HIGH); // 行はHIGHで消灯
  }

  randomSeed(millis()); // ランダム初期化
}

void loop() {
  // ランダムに8か所選んで点灯
  clearMatrix();
  for (int i = 0; i < 8; i++) {
    int x = random(0, 8);
    int y = random(0, 8);
    ledMatrix[y][x] = true;
  }

  // 0.5秒間表示
  unsigned long start = millis();
  while (millis() - start < 500) {
    displayMatrix();
  }
}

// LEDマトリクスを表示（1行ずつスキャン）
void displayMatrix() {
  for (int y = 0; y < 8; y++) {
    digitalWrite(rawPins[y], LOW); // 行をLowに（点灯可能）

    for (int x = 0; x < 8; x++) {
      digitalWrite(colPins[x], ledMatrix[y][x] ? HIGH : LOW);
    }

    delay(2); // スキャン時間（ちらつき防止）

    // 行を戻す
    digitalWrite(rawPins[y], HIGH);
    for (int x = 0; x < 8; x++) {
      digitalWrite(colPins[x], LOW);
    }
  }
}

// バッファ初期化
void clearMatrix() {
  for (int y = 0; y < 8; y++) {
    for (int x = 0; x < 8; x++) {
      ledMatrix[y][x] = false;
    }
  }
}

  • LEDの接続

// 行ピン (上端 PA1 → 下端 PD0)
const uint8_t rawPins[8] = { PA1, PD7, PD6, PD5, PD4, PD3, PD2, PD0 };
// 列ピン (左端 PC1 → 右端 PA2)
const uint8_t colPins[8] = { PC1, PC2, PC3, PC4, PC5, PC6, PC7, PA2 };

image.png

  • PushSwitchの接続

PushSW＝PD0に割り当て。
初期値　HI、Push　LO
ボタンを押したらLOになるので
立下りエッジでスイッチ入力を判定する

image.png

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