JA2GQP’s　Blog: 4月 2019

si5351用に作ったPCB使用の、3BAND　VFO（7MHz、14MHz、18MHz）である。スケッチは、LZ2WSG, KN34PCベースだが、機能追加などもあり、殆ど原型を留めてない。 VFOの機能は、自動メモリー書込み、自動モード切替、Sメータ、送信時の周波数範囲外保護（但し、受信範囲制限なし）など。oledはI2Cの128x64を使ったが、128X32用も別スケッチを用意した。

128x32を実装した様子である。oled128x64との違いは、コールサイン表示有無である。この表示を見る限り、LZ2WSG, KN34PCと違いは、モード表示のみである。

回路図

回路図である。モード切替用に2本、バンド切り替え用に3本のI/O使用。

スケッチ

スケッチは、JA2GQP's　Download siteのsi5351 VFOフォルダからダウンロード可能。ベースにしたスケッチは、BITX用のもので逆ヘテロダインになっている。今回作ったものは、アッパーヘテロダインで目標周波数＋IF周波数である。

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// si5351a oled(128x64) VFO program ver.1.0
// Copyright(C)2019.JA2GQP.All rights reserved.
//
// 2019/4/19
// JA2GQP
//--------------------------------------------------------------------
// Function
// 1.STEP(10k,1k,50)
// 2.Automatic memory
// 3.Protection Operation At The Time Of Transmission
// 4.3 bands
// 5.Automatic mode switching
// 6.S-Meter
//--------------------------------------------------------------------
// Reference sketch
// 24.12.2018, Arduino IDE v1.8.8, LZ2WSG, KN34PC
// Si5351 VFO CLK0, 20m, OLED 0.91" 128x32 display, S-meter, RX/TX, 50Hz/1000Hz
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#include "src/Rotary.h" // http://www.buxtronix.net/2011/10/rotary-encoders-done-properly.html
#include "src/si5351.h" // https://github.com/etherkit/Si5351Arduino, v2.1.0
#include "src/SSD1306AsciiAvrI2c.h" // https://github.com/greiman/SSD1306Ascii
#include <EEPROM.h>

////////////////////////////////
// Set Device
////////////////////////////////
Rotary r = Rotary(2, 3);
Si5351 si5351(0x60); // Si5351 I2C address
SSD1306AsciiAvrI2c oled;

////////////////////////////////
// I/O Port
////////////////////////////////
const byte SW_BAND = A0; // Band SW
const byte SW_STEP = A1; // STEP SW
const byte SW_TX = A2; // TX/RX
const byte AD_SM = A7; // S-meter AD

////////////////////////////////
// EEPROM Memory Address
////////////////////////////////
const byte Eep_Init = 0x00; // Eep Init(1byte*1)
const byte Eep_Band = 0x01; // Band(1byte*1)
const byte Eep_Freq = 0x10; // Frequency(4byte*8)
const byte Eep_Step = 0x30; // STEP(4byte*8)

////////////////////////////////
// frquency data
////////////////////////////////
const unsigned long FRQ_TBL[3][4] = {
// DEF LOW(cw) MID(ssb) HI
7050000 ,7000000 ,7045000 ,7200000,
14090000,14000000,14100000,14350000,
18110000,18068000,18110000,18168000
};
//---- data offset -----
const byte DEF_F = 0;
const byte LOW_F = 1;
const byte MID_F = 2;
const byte HI_F = 3;
//---- IF offset -------
const unsigned long RX_IF = 10700000;
const unsigned long TX_IF = 0;

////////////////////////////////
// Encorder STEP
////////////////////////////////
const int STEP_50 = 50; // STEP 50Hz
const int STEP_1k = 1000; // 1k
const int STEP_10k = 10000; // 10k

////////////////////////////////
// etc
////////////////////////////////
const byte Max_Band = 3; // Max Channel(8ch)
const byte Def_Band = 0; // Default Band(0)
const byte Int_End = 72; // Initial end code
const char Call[9] = "JA2GQP"; // Display Call sign

////////////////////////////////
// Memory Assign
////////////////////////////////
unsigned long Vfo_Dat; // VFO Data
unsigned long Enc_Step; // STEP
char Enc_Dir = 0; // -1 DIR_CCW, 0 DIR_NONE, 1 DIR_CCW
unsigned int Val_Smeter = 0;
unsigned int Val_Smeterb = 1;

long Time_Passd; // int to hold the arduino miilis since startup
byte Flg_eepWT = 0; // EEP Write Flag

byte Byt_Band = 0;
byte Flg_Mode;
byte Flg_Over;
byte Flg_Vfo = 0;
byte Flg_Tx = 0;
byte Disp_over = 1;
byte Disp_freq = 1;
byte Disp_Tx = 0;

//---------- setup ----------------------------------------------------

void setup() {
pinMode(SW_STEP, INPUT_PULLUP);
pinMode(SW_TX, INPUT_PULLUP);
pinMode(SW_BAND, INPUT_PULLUP);
pinMode(9, OUTPUT); // Band1
pinMode(10, OUTPUT); // 2
pinMode(11, OUTPUT); // 3
pinMode(12, OUTPUT); // LOW=none, HOGH=CW
pinMode(13, OUTPUT); // LOW=USB, HIGH=LSB

attachInterrupt(0, rotary_encoder, CHANGE);
attachInterrupt(1, rotary_encoder, CHANGE);

si5351.init(SI5351_CRYSTAL_LOAD_8PF,0,0); // crystal 25.000 MHz, correction 0
si5351.drive_strength(SI5351_CLK0,SI5351_DRIVE_4MA);//Drive lebel 4mA set
oled.begin(&Adafruit128x64, 0x3C);

if(EEPROM.read(Eep_Init) != Int_End){ // Eep initialaz
delay(10);
eep_init();
}
eep_rdata();

mode_disp();
step_disp();
call_disp();
}

//---------- main ----------------------------------------------------

void loop() {
if(digitalRead(SW_TX) == HIGH){ // receive?
Flg_Tx = 0;
si5351.output_enable(SI5351_CLK0, 1); // VFO enable

if (Disp_freq == 1) {
Disp_freq = 0;
Vfo_Dat += Enc_Dir * Enc_Step;
Enc_Dir = 0;
band_check(); // range check

si5351_set_freq(Vfo_Dat + RX_IF);
freq_disp(Vfo_Dat); // frequency display
Flg_Vfo = 1;
mode_disp();

Time_Passd = millis();
Flg_eepWT = 1;
}

if (digitalRead(SW_STEP) == LOW) { // increment events
enc_step();
step_disp();
while (digitalRead(SW_STEP) == LOW);
}

if (digitalRead(SW_BAND) == LOW) {
band_set();
}
Disp_Tx = 1;
}
else{ // send
Flg_Tx = 1;
Disp_over = 1;

if(Flg_Over == 0){ // Within transmittable range?
si5351.output_enable(SI5351_CLK0, 1); // VFO enable
if(Flg_Vfo == 1){
si5351_set_freq(Vfo_Dat + TX_IF);
Flg_Vfo = 0;
}
}
else{ // Out of range
si5351.output_enable(SI5351_CLK0, 0); // VFO disable
if(Disp_over == 1){
fover_disp(); // Display of over range
Disp_over = 0;
Disp_freq = 1;
}
}
if(Disp_Tx == 1){
tx_disp();
Disp_Tx = 0;
}
Disp_freq = 1;
}

Val_Smeter = analogRead(AD_SM);
if ((abs(Val_Smeter - Val_Smeterb)) > 3){ // if needed draw S-meter
sm_disp();
Val_Smeterb = Val_Smeter;
}

if(Flg_eepWT == 1){ // EEPROM auto Write
if(Time_Passd+2000 < millis()){
eep_wdata(Byt_Band);
Flg_eepWT = 0;
}
}
}

//---------- Band set ------------------------------------------------

void band_set(){
if(Byt_Band == Max_Band-1)
Byt_Band = 0;
else
Byt_Band++;
EEPROM.write(Eep_Band,Byt_Band);

while(digitalRead(SW_BAND) == LOW);
eep_rdata();
band_check(); // range check
si5351_set_freq(Vfo_Dat + RX_IF);
freq_disp(Vfo_Dat); // frequency display
step_disp();
mode_disp();
}

//---------- Write EEPROM 4byte --------------------------------------

void eep_write4(long value,int address){
address += 3;
for(int i = 0;i < 4;i++){
byte toSave = value & 0xFF;
if(EEPROM.read(address) != toSave){
EEPROM.write(address,toSave);
}
value = value >> 8;
address--;
}
}

//---------- Read EEPROM 4byte ---------------------------------------

long eep_read4(int address){
long value = 0;

for(int i = 0;i < 4;i++){
value = value | EEPROM.read(address);
if( i < 3){
value = value << 8;
address++;
}
}
return value;
}

//---------- EEPROM Dat Read -----------------------------------------

void eep_rdata(){
Byt_Band = EEPROM.read(Eep_Band);
if(Byt_Band == 0){
digitalWrite(9,HIGH);
digitalWrite(10,LOW);
digitalWrite(11,LOW);
}
else if(Byt_Band == 1){
digitalWrite(9,LOW);
digitalWrite(10,HIGH);
digitalWrite(11,LOW);
}
else if(Byt_Band == 2){
digitalWrite(9,LOW);
digitalWrite(10,LOW);
digitalWrite(11,HIGH);
}
Vfo_Dat = eep_read4(Eep_Freq+Byt_Band*4);
Enc_Step = eep_read4(Eep_Step+Byt_Band*4);
}

//---------- EEPROM Dat Write ----------------------------------------

void eep_wdata(byte band){
EEPROM.write(Eep_Band,band);
eep_write4(Vfo_Dat,Eep_Freq+band*4);
eep_write4(Enc_Step,Eep_Step+band*4);
}

//---------- EEPROM Initialization ------------------------------------

void eep_init(){
int i;

for (i=0;i<128;i++) // 0 clear(128byte)
EEPROM.write(i, 0);

for(i=0;i<Max_Band;i++){
eep_write4(FRQ_TBL[i][DEF_F],Eep_Freq+i*4);
eep_write4(STEP_1k,Eep_Step+i*4); // Step(1kHz)
}
EEPROM.write(Eep_Band,Def_Band); // Default Band(0)
EEPROM.write(Eep_Init,Int_End); // Init end set(73)
}

//---------- Rotaly Encorder -----------------------------------------

void rotary_encoder() { // rotary encoder events
uint8_t result = r.process();

if(Flg_Tx == 0){
if (result) {
Disp_freq = 1;
if (result == DIR_CW)
Enc_Dir = 1;
else
Enc_Dir = -1;
}
}
}

//---------- si5351 PLL Output ---------------------------------------

void si5351_set_freq(uint32_t frequency) {
si5351.set_freq(frequency * SI5351_FREQ_MULT, SI5351_CLK0);
}

//---------- Encorede STEP -------------------------------------------

void enc_step() {
if (Enc_Step == STEP_50) {
Enc_Step = STEP_1k; // 1000 Hz, round to XX.XXX.000
float tmp = round (Vfo_Dat / (STEP_1k * 1.000));
Vfo_Dat = (uint32_t)(tmp * STEP_1k);
Disp_freq = 1;
}
else if(Enc_Step == STEP_1k)
Enc_Step = STEP_10k; // 10k
else
Enc_Step = STEP_50; // 50 Hz
}

//---------- STEP Display --------------------------------------------

void step_disp() {
oled.setCursor(109, 4);
oled.setFont(labels);
if (Enc_Step == STEP_50)
oled.print("6"); // 50Hz
else if(Enc_Step == STEP_1k)
oled.print("8"); // 1k
else
oled.print("9"); // 10k
}

//---------- Frequency renge over --------------------------------------

void fover_disp() {
oled.setFont(lcdnums14x24);
oled.setCursor(1, 0);
oled.print("--.---.--");
}

//---------- callsign display ------------------------------------------

void call_disp() {
oled.setFont(Arial_bold_14);
oled.setCursor(56, 6);
oled.print(Call);
}

//---------- Frequency Display ---------------------------------------

void freq_disp(uint32_t sf_rx) {
uint16_t fr;

oled.setFont(lcdnums14x24);
oled.setCursor(1, 0);
fr = sf_rx / 1000000;
if (fr < 10)
oled.print(':'); // ':' is changed to ' ' in lcdnums14x24.h
oled.print(fr);
oled.print('.');
fr = (sf_rx % 1000000) / 1000;
if (fr < 100)
oled.print('0');
if (fr < 10)
oled.print('0');
oled.print(fr);
oled.print('.');
fr = (sf_rx % 1000) / 10;
if (fr < 10)
oled.print('0');
oled.print(fr);
}

//---------- TX display ------------------------------------------------

void tx_disp() {
oled.setCursor(2, 4);
oled.setFont(labels);
oled.print("1"); // "1" is "TX" in labels.h
}

//---------- Mode display ----------------------------------------------

void mode_disp() {
oled.setCursor(2, 4);
oled.setFont(labels);
if (Flg_Mode == 0){
oled.print("2"); // "2" is "CW" in labels.h
digitalWrite(12,HIGH);
digitalWrite(13,LOW);
}
else if(Flg_Mode == 1){
oled.print("3"); // "3" is "LSB"
digitalWrite(12,LOW);
digitalWrite(13,HIGH);
}
else if(Flg_Mode == 2){
oled.print("4"); // "4" is "USB"
digitalWrite(12,LOW);
digitalWrite(13,LOW);
}
}

//---------- S-Meter Display -----------------------------------------

void sm_disp() {
uint8_t a = 0;
uint8_t m = 0;

a = (Val_Smeter + 3) / 113; // 1024 / 9 characters for S = 1,3,5,7,8,9,+10,+20,+30
oled.setFont(pixels);
oled.setCursor(25, 4);
for (m = 0; m < a; m++)
if (m < 6)
oled.print('7'); // '5' - hollow rectangle, 6px
else
oled.print('8'); // '6' - filled rectangle, 6px
for (m = a; m < 9; m++)
oled.print('.'); // '.' 1px
}

//---------- band chek -----------------------------------------------

void band_check(){
if((Vfo_Dat >= FRQ_TBL[Byt_Band][LOW_F])
&& (Vfo_Dat <= FRQ_TBL[Byt_Band][MID_F])){
Flg_Mode = 0; // CW(0=CW, 1=LSB, 2=USB)
Flg_Over = 0;
}
else if((Vfo_Dat >= FRQ_TBL[Byt_Band][MID_F])
&& (Vfo_Dat <= FRQ_TBL[Byt_Band][HI_F])){
if(Vfo_Dat >= 10000000) // greate than 10MHz
Flg_Mode = 2; // USB(0=CW, 1=LSB, 2=USB)
else
Flg_Mode = 1; // LSB(0=CW, 1=LSB, 2=USB)
Flg_Over = 0;
}
else
Flg_Over = 1;
}　　　　　　

　　　　

JA2GQP’s　Blog

2019年4月20日土曜日

si5351 oled 3BAND VFO

回路図

スケッチ