Урок 12
Часть 5
LCD индикатор 16×2
Сегодня мы продолжим изучение жидкокристаллического индикатора символьного , который способен выводить определённые символы в две строки по 16 символов в каждую.
В прошлой части мы завершили и проверили написание кода функции, которая выводит любой символ на экран дисплея.
Теперь пришло время написать функцию вывода на экран целой строки, так как выводить посимвольно не совсем удобно, хотелось бы работать со строками. Добавим данную функцию прямо перед функцией main() и передавать мы ей будем массив символов неопределённой размерности
//—————————————-
void str_lcd ( char str1 )
{
}
//—————————————-
Вызовем данную функцию в main(), удалив перед этим весь код посимвольного вывода на дисплей
LCD_ini (); //Инициализируем дисплей
setpos (0,0);
str_lcd ( "Hello World!" );
Дальше начнём писать тело функции вывода строки. Объявим в теле функции переменную для символа. Переменная у нас будет несколько иного типа. Как правило с таким типом лучше распознаются коды символов. Вы можете, конечно, поэксперементировать с другими типами
void str_lcd ( char str1 )
wchar_t n ;
Далее мы, соответственно, организуем цикл и будем попеременно перебирать все переданные символы в массиве и выводить их на дисплей. Применим также мы вариант представления нулевого симвлова "n" и именно до него мы и будем перебирать символы
Wchar_t n ;
for ( n =0; str1 [ n ]!=""; n ++)
sendchar ( str1 [ n ]);
Соберём код и проверим в протеусе работу кода
Теперь можно попробовать вывести строку ещё и в другое место экрана. Напишем код в main()
str_lcd ( "Hello World!" );
setpos (2,1);
str_lcd ( "String 2" );
while (1)
Соберём код и посмотрим результат
Всё работает! Отлично!
Ну конечно нужно ещё помотреть, как будет код работать на живом дисплее с живым контроллером. Для этого мы прошьём контроллер
Оформляем функции в отдельный модуль
Дошли мы с кодом до такого состояния, что наш главный и единственный файл с кодом переполнился до того, что в нём теперь тяжело уже вообще что-то найти. Как же мы с этим можем боротья? Бороться с этим мы будем путём оформления кода функций для отдельно взятого устройства или шины или какой-то технологии в отдельный модуль. Грамотный модуль состоит как правило из заголовочного файла и файла реализации функций. Поэтому давайте для нашего LCD дисплея мы так и поступим. Также это всё дело нужно для того, что если мы будем писать новый проект, то мы данные файлы будем просто к нему подключать, если нам потребуется воспользоваться LCD дисплеем. Это будет нашей так называемой библиотекой для дисплея. Конечно, библиотеки обычно пишутся и компилируются в отдельный файл lib, но в этом случае обычно нет исходного кода и данные библиотеки не могут быть подправлены. А наша библиотека будет вполне исправимой и нам ещё ой как пригодится в будущем.
Но прежде, чем создать данную библиотеку, мы создадим главный заголовочный файл и назовём его main.h, чтобы убрать в данный файл все подключенные библиотеки, различные глобальные переменные и макроподставновки
Для этого мы в дереве проектов щёлкаем правой кнопкой по нашему проекту Test09 и выбираем в контекстном меню субменю Add , а в нём уже выбираем пункт New Item
И в открывшемся диалоге выбираем тип файла, который мы будем создавать, "Include File " И внизу в имени файла меняем IncFile1 на main , затем жмём кнопку Add.
Соответственно, у нас создастся файл main.c вот с таким содержимым
#ifndef MAIN_H_
#define MAIN_H_
#endif /* MAIN_H_ */
Это очень хорошо. Например. в Keil, когда мы занимается программированием контроллеров STM, мы должны это всё писать в ручную. Здесь данная директива говорит о том, что, если файл уже подключался в исполняемый код, чтобы прероцессор его повторно не включал.
В данный файл мы посместим подключения всех заголовочных файлов библиотек и все макроподстановки, а в файле Test09.c всё это, конечно, мы удалим
#ifndef MAIN_H_
#define MAIN_H_
#define F_CPU 8000000UL
#include
#include
#include
#include
#include
//—————————————-
#define e1 PORTD |=0b00001000 // установка линии E в 1
#define e0 PORTD &=0b11110111 // установка линии E в 0
#define rs1 PORTD |=0b00000100 // установка линии RS в 1 (данные)
#define rs0 PORTD &=0b11111011 // установка линии RS в 0 (команда)
//—————————————-
#endif /* MAIN_H_ */
Но недостаточно данный заголовочный файл подключить в Solution Explorer, его также мы должны в файле Test09.c подключить в самом начале в код
#include "main.h"
//—————————————-
Соберём проект, ещё раз проверим его работоспособность.
Теперь начнём создавать нашу библиотеку для дисплея.
Для этого мы таким же образом, как и main.h, создадим заголовочный файл lcd.h
#include
#include "lcd.h"
И наоборот, в файл lcd.h мы подключим файл main.h
#ifndef LCD_H_
#define LCD_H_
#include "main.h"
Насчет того, что получится какое-то перекрёстное зацикливание, можно не беспокоиться — директивы не дадут такому случиться.
Также все макроподстановки из файла main.h мы заберём в файл lcd,h, а в main.h удалим
#include "main.h"
//—————————————-
void LCD_ini ( void );
void setpos ( unsigned char x , unsigned y );
void str_lcd ( char str1 );
void sendchar ( unsigned char c );
//—————————————-
А, чтобы забрать все функции по работе с дисплеем из файла Test09.c, мы создадим теперь уже другой файл — lcd.с . В нём и будет код реализации всех функций
Создаётся файл точно таким же образом, только вместо "Include File" мы выбираем тип файла "C File".
Файл lcd.c создан. В нём уже не будет никаких директив, единственное, будет авторский комментарий, который мы удалим, чтоб не мешался.
В данном файле мы также подключим заголовочный файл lcd.h
#include "lcd.h"
//—————————————-
Теперь мы в данный файл перенесём полностью все функции, предназначенные для работы с дисплеем, из файла Test09.c. В нём останутся только две фунции — port_ini и main() .
Тем самым мы очень серьёзно разгрузим главный файл приложения, сделав его удобочитаемым.
Но этого нам недостаточно. Ни одна функция теперь не будет "видна" в файле Test09.c. Поэтому те функции, которые мы будем использовать в других файлах, мы обязаны объявить, или, как говорят в народе, создать на них прототипы. Делается это обычно в заголовочном файле. Поэтому мы создадим прототипы в заголовочном файле lcd.h. Прототип делается очень легко. Пишется, или обычно копируется заголовок функции со всеми аргументами (всё кроме тела) и в конце ставится точка с запятой. Нам нужны будут функции инициализации дисплея, позиционирования на дисплее и вывода строки на дисплее. Символы мы отдельно пока выводить не будем, поэтому на соответствующую функцию мы прототип не создаём. Вот наши прототипы
#include "main.h"
//—————————————-
void LCD_ini ( void );
void setpos ( unsigned char x , unsigned y );
void str_lcd ( char str1 );
//—————————————-
#define e1 PORTD |=0b00001000 // установка линии E в 1
Теперь соберём файл, запустим его в протеусе, и проверим его работоспособность. Также проверим на практике. Если всё работает, то мы всё сделали правильно. Проект на весь урок приложен внизу и доступен по ссылке "Исходный код".
Таким образом, в сегодняшнем уроке мы много чему научились. Мы научились работать с символьным дисплеем и подключать его к контроллеру AVR. Также мы в рамках данного урока научились грамотному оформлению кода и использованию модульного программирования.
Post Views: 11 438
Часто пользователю требуется получать некоторую визуальную информацию с электронного устройства. Если информация может быть представлена в символьном виде, то одним из вариантов ее отображения является использование символьных жидко-кристаллических индикаторов (ЖКИ, или LCD в иностранном обозначении). Сегодня речь пойдет о символьных индикаторах, реализованных на базе контроллеров Hitachi HD44780, Samsung KS 0066 и аналогичных.
В качестве примера я буду рассматривать ЖКИ Winstar Wh1602D-TMI-CT# , имеющийся у меня для проведения экспериментов. Я уже упоминал этот ЖКИ в статье , графическими наработками которой я сегодня и воспользуюсь.
Подробный datasheet к LCD WINSTAR WH1602D-TMI-CT :
| Category: | Documents |
| Date: | 22.03.2015 |
Упрощенно схему ЖКИ можно представить следующим образом:
Основой индикатора является жидко-кристаллическая матрица, подавая напряжение на элемент которой, мы можем наблюдать точку на экране. В символьных ЖКИ эта матрица состоит из определенного количества знакомест, которые группируются по строкам и столбцам. Размер знакоместа в пикселях часто составляет 5×8 точек. Маркировка моего индикатора содержит цифры 1602 и это означает, что мой индикатор может отображать 2 строки по 16 символов в каждой. Также кодировка включает: код производителя и тип индикатора, наличие подсветки, цвет, кодовую таблицу и так далее.
Система обозначений индикаторов WINSTAR
Показать/скрыть расшифровку обозначений
1. Код производителя : WINSTAR DISPLAY CO, LTD
2. Тип индикатора:
- H — символьный (знакосинтезирующий)
- C - графический цветной с пассивной матрицей CSTN (ColorSTN )
- X — графический с матрицей TAB (Tape Automatic Bonding – кристалл монтируется на трёхслойной полиамидной подложке-ленте)
- O - графический c матрицей COG (Chip On Glass - кристалл на стекле)
3. Горизонтальное разрешение:
- число символов в строке для индикаторов символьного типа
- число точек по горизонтали для индикаторов графического типа
4. Вертикальное разрешение:
- число строк для индикаторов символьного типа
- число точек по вертикали для индикаторов графического типа
5. Код модели
- Кодирует геометрические размеры, используемый контроллер
6. Тип подсветки:
- N — без подсветки
- B - электролюминисцентная, цвет свечения — синий
- D - электролюминисцентная, цвет свечения — зеленый
- W - электролюминисцентная, цвет свечения - белый
- Y — светодиодная, цвет свечения — желто-зеленый
- A — светодиодная, цвет свечения — янтарный
- R — светодиодная, цвет свечения — красный
- G — светодиодная, цвет свечения — зеленый
- T — светодиодная, цвет свечения — белый
- P — светодиодная, цвет свечения - синий
- F — лампа с холодным катодом (CCFL), цвет свечения — белый
7. Технология изготовления ЖК
- B - TN серый, позитив
- N — TN, негатив
- G - STN серый, позитив
- Y — STN желто-зеленый, позитив
- M — STN синий, негатив
- F — FSTN позитив
- T - FSTN негатив
- H - HTN серый, позитив
- I — HTN черный, негатив
- TN (Twisted Nematic) — структура кристаллов имеет спиралевидный тип
- STN (Super Twisted Nematic ) - матрица, состоящая из ЖК-элементов с изменяемой прозрачностью
- FSTN (Film Compensated STN ) — STN -матрица c пленочной компенсацией. Технология позволяет получить увеличенный угол обзора
- HTN (Homeotropic Twisted Nematic ) - дисплеи основаны на более сильном молекулярном закручивании (обычно 110°) по сравнению с обычными скрученными нематиками TN (90°). Дают широкий угол обзора и улучшенную контрастность. По характеристикам превосходят STN –технологию. Низкое рабочее напряжение (2.5В и самая низкая стоимость среди нематиков делают их использование выгодным в переносных автономных устройствах).
8. Поляризатор, угол обзора, рабочий температурный диапазон
- A — RF, 6:00, N.T.
- D - RF, 12:00, N.T.
- G - RF, 6:00, W.T.
- J — RF, 12:00, W.T.
- B — TF, 6:00, N.T.
- E — TF, 12:00, N.T.
- H — TF, 6:00, W.T.
- K — TF, 12:00, W.T.
- C — TM, 6:00, N.T.
- F — TM, 12:00, N.T.
- I — TM, 6:00, W.T.
- L - TM, 12:00, W.T.
- RF (Reflective LCD ) — ЖК индикатор, работающий исключительно на отражении света. Изображение видно только при достаточном внешнем освещении.
- TF - (Transflective LCD ) -жидкокристаллический дисплей, который как отражает свет, так и испускает его (светится самостоятельно).
- TM (Transmissive LCD ) - свет поступает сквозь LCD со стороны задней подсветки. Имеет высокое качество изображения в помещении и обычно очень низкое (черный экран) при солнечном свете.
- N.T. — нормальный температурный диапазон 0...+50ºC W.T. — расширенный температурный диапазон -20...+70ºC
9. Дополнительные опции
Первые два символа — знакогенератор:
- CT /CP — латиница/кириллица
- EP /ET /EE /EN /EC /ES — латиница/европейский
- JP /JT /JS /JN — латиница/японский
- HP /HS — иврит
3-4 символы:
- T - температурная компенсация
- E или EZ — edge BL (светодиоды подсветки расположены по периметру). Также символ может отсутствовать.
- K или LB — eco BL (светодиоды расположены сзади экрана равномерно)
- V — встроенный источник отрицательного напряжения
- N — без встроенного источника отрицательного напряжения
10. Дополнительная информация:
# — совместимость со стандартом RoHS
Примечание (производитель микросхемы контроллера):
- xS - Samsung
- xP - Sunplus
- xT - Sitronix
- xE - Epson
- xU - UMC
Пользуясь этой системой обозначений я выяснил, что у меня в руках оказался знакосинтезирующий индикатор Winstar , отображающий символы в 16 столбцов и 2 строки, использующий контроллер KS 0066 или его аналог, со светодиодной подсветкой белого цвета по периметру, с синей негативной transmissive -матрицей, углом обзора «на 6 часов», рабочим диапазоном температур -20...+70ºC со знакогенератором, включающим кириллицу и совместимый со стандартом RoHS (не содержит вредных для здоровья компонентов, по всей видимости это означает, что при сборке использовался бессвинцовый припой).
Индикаторы на базе контроллеров HD44780 , KS066U
Управляет работой индикатора встроенный контроллер. В качестве контроллера обычно выступает Hitachi HD44780 , Samsung KS0066U или же их многочисленные аналоги и клоны. В индикаторах, производимых российской компанией МЭЛТ используется контроллер PCF8576.
У контроллера есть однобайтные ячейки памяти (DDRAM ), содержимое которых собственно отображается на экране согласно таблице записанной в CGRAM . Ячеек памяти обычно больше чем знакомест в ЖКИ, поэтому адресацию знакомест нужно смотреть в datasheet . Нам необходимо в нужную позицию записать код требуемого символа, а все остальное контроллер сделает сам.
Для выбора позиции существует виртуальный, управляемый посредством команд курсор (номер текущей ячейки памяти, АС ). Его можно сделать видимым. По умолчанию, при записи символа в ячейку, курсор сдвигаеться вперед на одну позицию.
Кодовая таблица индикатора, как правило состоит из трёх частей:
- 0×00-0×07 — загружаемый знакогенератор, символы созданные вами
- 0×20-0xFF — ASCII коды стандартный набор символов и английский алфавит
- 0xA0-0xFF — символы национальных алфавитов и иные, с пропуском символов совпадающих по начертанию с английскими.
Показать/скрыть кодовую таблицу, с кириллицей
Пример: шестнадцатеричный код 0x4A соответствует букве J , код 0xB6 — букве ж .
Старшие четыре бита определяют столбец выбранного символа в таблице, младшие – строку. Можно создать свою собственную таблицу символов, записав ее в CGRAM . На каждый символ требуется 5 байт (на столбец по байту). Единицы в каждом байте определяют значимые пиксели. Например, для кодирования попиксельно цифры 8 потребуется такая последовательность: 0x6c,0×92,0×92,0×92,0x6c.
Конвертер кириллицы
Для преобразования текста, содержащего символы кириллицы в коды, соответствующие приведенной выше таблице, введите требуемый текст в текстовое поле. Полученный ниже результат можно скопировать и использовать в своих программах для вывода этого текста на ЖКИ.
Исходный текст:
Кодированный текст:
Таблица кодов команд:
| D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | Назначение |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | Очистка экрана, AC =0, адресация AC на DDRAM |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | — | AC =0, адресация на DDRAM , сброшены сдвиги, начало строки адресуется в начале DDRAM |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | I/D | S | Выбирается направление сдвига курсора или экрана |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | D | C | B | Выбирается режим отображения |
| 0 | 0 | 0 | 1 | S/C | R/L | — | — | Команда сдвига курсора/экрана |
| 0 | 0 | 1 | DL | N | F | — | — | Определение параметров развертки и ширины шины данных |
| 0 | 1 | AC5 | AC4 | AC3 | AC2 | AC1 | AC0 | Присвоение счетчику AC адреса в области CGRAM |
| 1 | AC6 | AC5 | AC4 | AC3 | AC2 | AC1 | AC0 | Присвоение счетчику AC адреса в области DDRAM |
Таблица значений флагов:
| Флаг | Значение |
| I/D | Режим смещения счетчика адреса AC, 0 — уменьшение, 1 — увеличение |
| S | Флаг режима сдвига содержимого экрана. 0 — сдвиг экрана не производится, 1 — после записи в DDRAM очередного кода экран сдвигается в направлении, определяемом флагом I/D: 0 — вправо, 1 — влево. При сдвиге не производится изменение содержимого DDRAM. Изменяются только внутренние указатели расположения видимого начала строки в DDRAM |
| S/C | Флаг-команда, производящая вместе с флагом R/L операцию сдвига содержимого экрана (так же, как и в предыдущем случае, без изменений в DDRAM) или курсора. Определяет объект смещения: 0 — сдвигается курсор, 1 — сдвигается экран |
| R/L | Флаг-команда, производящая вместе с флагом S/C операцию сдвига экрана или курсора. Уточняет направление сдвига: 0 — влево, 1 — вправо |
| D/L | Флаг, определяющий ширину шины данных: 0 — 4 разряда, 1 — 8 разрядов |
| N | Режим развертки изображения на ЖКИ: 0 — одна строка,1 — две строки |
| F | Размер матрицы символов: 0 — 5×8 точек, 1 — 5×10 точек |
| D | Наличие изображения: 0 — выключено, 1 — включено |
| C | Курсор в виде символа подчеркивания: 0 — выключен, 1 — включен |
| B | Курсор в виде мерцающего знакоместа: 0 — выключен, 1 — включен |
Назначение выводов контроллера:
- DB0 -DB7 — отвечают за входящие/исходящие данные
- RS — высокий уровень означает, что сигнал на выходах DB0-DB7 является данными, низкий — командой
- W/R — определяет направление данных (чтение/запись). Так как операция чтения данных из индикатора обычно бывает невостребованной, то можно установить постоянно на этом входе низкий уровень
- E — импульс длительностью не менее 500 мс на этом выводе определяет сигнал для чтения/записи данных с выводов DB0-DB7, RS и W/R
- V 0 — используется для задания контраста изображения
- A, K — питание подсветки (анод и катод), если она имеется
- V CC и GND — питание ЖК-индикатора
Для управления ЖК-индикатором необходимо 6 или 10 выводов , в зависимости от того, выбран 4 или 8 битный режим обмена данными. Для сокращения требуемого числа выводов микроконтроллера можно работать в 4-битном режиме. В этом случае, на выводах DB4 -DB7 индикатора сначала будет передаваться старшие четыре бита данных/команды, затем — младшие четыре бита. Выводы DB0 -DB3 останутся незадействованными.
Один контроллер управляет ограниченным числом символов. На плате индикатора может быть 1, 2, 4, 8 контроллеров, а возможно — и больше.
Документация на контроллеры:
Контроллер Samsung KS0066U
Контроллер Hitachi HD44780
| Category: | Documents |
| Date: | 21.03.2015 |
переведенный на русский язык вариант:
| Category: | Documents |
| Date: | 21.03.2015 |
Индикаторы различных производителей часто совместимы и взаимозаменяемы, но могут отличаться габаритами, креплением, контактами и прочим. Поэтому при выборе для новой разработки и поиске замены обращайтесь к каталогам производителей:
Таблица совместимости символьных ЖК-индикаторов разных производителей:
Показать/скрыть таблицу
| Тип | Winstar | МЭЛТ | Data Vision | Bolymin | Sunlike | Microtips | Wintek | Ampire |
| 8×2 | WH0802A | MT-8S2A | DV-0802 | BC0802A | SC0802A | MTC-0802X | WM-C0802M | AC082A |
| 10×1 | — | MT-10S1 | — | — | — | — | — | — |
| 12×2 | WH1202A | — | — | BC1202A | — | — | — | — |
| 16×1 | WH1601A | — | DV-16100 | BC1601A1 | SC1601A | MTC-16100X | WM-C1601M | AC161A |
| WH1601B | — | — | BC1601B | SC1601B | — | — | — | |
| WH1601L | MT-16S1A | DV-16100 | BC1601D1 | SC1601D | MTC-16101X | WM-C1601Q | AC161B | |
| — | — | DV-16120 | — | — | — | — | AC161J | |
| 16×2 | WH1602L | MT-16S2R | DV-16210 | BC1602E | SC1602E | MTC-16201X | WM-C1602Q | AC162E |
| — | — | — | — | SC1602N | — | — | — | |
| WH1602D | MT-16S2J | DV-16230 | BC1602B1 | SC1602B | MTC-16202X | WM-C1602N | AC162A | |
| — | — | DV-16235 | — | — | MTC-16203X | — | — | |
| WH1602C | MT-16S2D | DV-16236 | BC1602D | SC1602D | — | — | — | |
| WH1602A | MT-16S2H | DV-16244 | BC1602H | SC1602C | MTC-16204X | WM-C1602K | — | |
| WH1602B | — | DV-16252 | BC1602A | SC1602A | MTC-16205B | WM-C1602M | — | |
| WH1602M | — | DV-16257 | BC1602F | SC81602F | — | — | — | |
| — | — | DV-16275 | — | — | — | — | — | |
| — | — | DV-16276 | — | — | — | — | — | |
| 16×4 | WH1604A | MT-16S4A | DV-16400 | BC1604A1 | SC1604A | MTC-16400X | WM-C1604M | AC164A |
| WH1604B | — | — | — | — | — | — | — | |
| 20×1 | — | — | DV-20100 | — | — | — | — | — |
| — | MT-20S1L | — | — | — | — | — | — | |
| 20×2 | WH2002A | MT-20S2A | DV-20200 | BC2002A | SC2002A | MTC-20200X | WM-C2002M | AC202A |
| WH2002M | — | — | — | — | — | — | — | |
| WH2002L | MT-20S2M | DV-20210 | BC2002B | SC2002C | MTC-20201X | WM-C2002P | AC202B | |
| — | — | DV-20211 | — | — | — | — | AC202D | |
| — | — | DV-20220 | — | — | — | — | — | |
| — | — | DV-20206-1 | — | — | — | — | — | |
| 20×4 | WH2004A | MT-20S4A | DV-20400 | BC2004A | SC2004A | MTC-20400X | WM-C2004P | AC204A |
| — | — | — | — | SC2004G | — | — | — | |
| — | — | — | — | SC2004C | — | — | — | |
| WH2004L | — | DV-20410 | BC2004B | — | MTC-20401X | WM-C2004R | AC204B | |
| 24×1 | — | MT-24S1L | — | — | — | — | — | — |
| 24×2 | WH2402A | MT-24S2A | DV-24200 | BC2402A | SC2402A | MTC-24200X | WM-C2402P | AC242A |
| — | MT-24S2L | — | — | — | — | — | — | |
| 40×2 | WH4002A | — | DV-40200 | BC4002A | SC4002A | MTC-40200X | WM-C4002P | AC402A |
| 40×4 | WH4004A | — | DV40400 | BC4004A | SC4004A | MTC-40400X | WM-C4004M | AC404A |
| — | — | — | — | SC4004C | — | — | — |
Питание, регулировка контрастности и подсветка
Внимательно нужно относится к полярности подключения питания к ЖК-индикатору, а также следить, чтобы напряжение питания лежало в диапазоне +4.5...5.5 В. Невнимательное отношение к этим моментам может привести к выходу индикатора из строя!
ЖК-индикаторы позволяют производить регулировку контрастности, используя делитель напряжения. Перед выводом данных на индикатор необходимо убедиться, что управляющее контрастностью напряжение находится в рабочем диапазоне. Номиналы резисторов отличаются у различных производителе ЖК-индикаторов. У некоторых моделей индикаторов на плате предусмотрены места для установки такого делителя и достаточно впаять туда нужные номиналы резисторов. Контрастность индикатора зависит от угла обзора. Если индикатор «на двенадцать часов», то смотреть на такой индикатор нужно таким образом, чтобы он находился ниже уровня глаз, если «ноль часов», то он предназначен для наблюдения на уровне глаз (перпендикулярно плоскости экрана). Если же индикатор «на шесть часов» то он должен использоваться при наблюдении выше уровня глаз. Этот момент обязательно нужно учесть при покупке.
Питание подсветки
Если в индикаторе имеется подсветка, то выводы для неё обычно располагаются отдельно. Необходимо подключить её к питанию, задав номинальный ток с помощью внешнего резистора R (см. datasheet ). Для моего индикатора номинальное напряжение на аноде должно составлять 3.5 В и ток 40 мА. Исходя из этого, номинал токоограничивающего резистора:
У некоторых производителей на плате индикатора предусмотрено место для установки такого резистора, нужно впаять соответствующий номинал, замкнуть перемычку и подсветка будет получать питание с той же линии, что и индикатор.
Как вы оцениваете эту публикацию?
- Модуль FC-113 сделан на базе микросхемы PCF8574T, которая представляет собой 8-битный сдвиговый регистр - «расширитель» входов-выходов для последовательной шины I2C. На рисунке микросхема обозначена DD1.
- R1 - подстроечный резистор для регулировки контрастности ЖК дисплея.
- Джампер J1 используется для включения подсветки дисплея.
- Выводы 1…16 служат для подключения модуля к выводам LCD дисплея.
- Контактные площадки А1…А3 нужны для изменения адреса I2C устройства. Запаивая соответствующие перемычки, можно менять адрес устройства. В таблице приведено соответствие адресов и перемычек: "0" соответствует разрыву цепи, "1" - установленной перемычке. По умолчанию все 3 перемычки разомкнуты и адрес устройства 0x27 .
2 Схема подключения ЖК дисплея к Arduino по протоколу I2C
Подключение модуля к Arduino осуществляется стандартно для шины I2C: вывод SDA модуля подключается к аналоговому порту A4, вывод SCL - к аналоговому порту A5 Ардуино. Питание модуля осуществляется напряжением +5 В от Arduino. Сам модуль соединяется выводами 1…16 с соответствующими выводами 1…16 на ЖК дисплее.
3 Библиотека для работы по протоколу I2C
Теперь нужна библиотека для работы с LCD по интерфейсу I2C. Можно воспользоваться, например, вот этой (ссылка в строке "Download Sample code and library").
Скачанный архив LiquidCrystal_I2Cv1-1.rar разархивируем в папку \libraries\ , которая находится в директории Arduino IDE.
Библиотека поддерживает набор стандартных функций для LCD экранов:
| Функция | Назначение |
|---|---|
| LiquidCrystal() | создаёт переменную типа LiquidCrystal и принимает параметры подключения дисплея (номера выводов); |
| begin() | инициализация LCD дисплея, задание параметров (кол-во строк и символов); |
| clear() | очистка экрана и возврат курсора в начальную позицию; |
| home() | возврат курсора в начальную позицию; |
| setCursor() | установка курсора на заданную позицию; |
| write() | выводит символ на ЖК экран; |
| print() | выводит текст на ЖК экран; |
| cursor() | показывает курсор, т.е. подчёркивание под местом следующего символа; |
| noCursor() | прячет курсор; |
| blink() | мигание курсора; |
| noBlink() | отмена мигания; |
| noDisplay() | выключение дисплея с сохранением всей отображаемой информации; |
| display() | включение дисплея с сохранением всей отображаемой информации; |
| scrollDisplayLeft() | прокрутка содержимого дисплея на 1 позицию влево; |
| scrollDisplayRight() | прокрутка содержимого дисплея на 1 позицию вправо; |
| autoscroll() | включение автопрокрутки; |
| noAutoscroll() | выключение автопрокрутки; |
| leftToRight() | задаёт направление текста слева направо; |
| rightToLeft() | направление текста справа налево; |
| createChar() | создаёт пользовательский символ для LCD-экрана. |
4 Скетч для вывода текста на LCD экран по шине I2C
Откроем образец: Файл Образцы LiquidCrystal_I2C CustomChars и немного его переделаем. Выведем сообщение, в конце которого будет находиться мигающий символ. В комментариях к коду прокомментированы все нюансы скетча.
#include
Кстати, символы, записанные командой lcd.createChar(); , остаются в памяти дисплея даже после выключения питания, т.к. записываются в ПЗУ дисплея 1602.
5 Создание собственных символов для ЖК дисплея
Немного подробнее рассмотрим вопрос создания собственных символов для ЖК экранов. Каждый символ на экране состоит из 35-ти точек: 5 в ширину и 7 в высоту (+1 резервная строка для подчёркивания). В строке 6 приведённого скетча мы задаём массив из 7-ми чисел: {0x0, 0xa, 0x1f, 0x1f, 0xe, 0x4, 0x0} . Преобразуем 16-ричные числа в бинарные: {00000, 01010, 11111, 11111, 01110, 00100, 00000} . Эти числа - не что иное, как битовые маски для каждой из 7-ми строк символа, где "0" обозначают светлую точку, а "1" - тёмную. Например, символ сердца, заданный в виде битовой маски, будет выглядеть на экране так, как показано на рисунке.
6 Управление ЖК экраном по шине I2C
Загрузим скетч в Arduino. На экране появится заданная нами надпись с мигающим курсором в конце.
7 Что находится «за» шиной I2C
В качестве бонуса рассмотрим временную диаграмму вывода латинских символов "A", "B" и "С" на ЖК дисплей. Эти символы имеются в ПЗУ дисплея и выводятся на экран просто передачей дисплею их адреса. Диаграмма снята с выводов RS, RW, E, D4, D5, D6 и D7 дисплея, т.е. уже после преобразователя FC-113 «I2C параллельная шина». Можно сказать, что мы погружаемся немного «глубже» в «железо».
Временная диаграмма вывода латинских символов "A", "B" и "С" на LCD дисплей 1602
На диаграмме видно, что символы, которые имеются в ПЗУ дисплея (см. стр.11 даташита, ссылка ниже), передаются двумя полубайтами, первый из которых определяет номер столбца таблицы, а второй - номер строки. При этом данные «защёлкиваются» по фронту сигнала на линии E (Enable), а линия RS (Register select, выбор регистра) находится в состоянии логической единицы, что означает передачу данных. Низкое состояние линии RS означает передачу инструкций, что мы и видим перед передачей каждого символа. В данном случае передаётся код инструкции возврата каретки на позицию (0, 0) ЖК дисплея, о чём также можно узнать, изучив техническое описание дисплея.
И ещё один пример. На этой временной диаграмме показан вывод символа «Сердце» на ЖК дисплей.
Опять, первые два импульса Enable соответствуют инструкции Home() (0000 0010 2) - возврат каретки на позицию (0; 0), а вторые два - вывод на ЖК дисплей хранящийся в ячейке памяти 3 10 (0000 0011 2) символ «Сердце» (инструкция lcd.createChar(3, heart); скетча).
И его аналогах, например, таких как S6A0069, KS0066 и т.д. Данные ЖК индикаторы – текстовые и умеют отображать текст и псевдографические символы. Размер знакоместа у них составляет 5x8 пикселей, ЖК индикаторы бывают разных размеров и с разными разрешениями, например: 8 символов на 2 строки – 8x2, 16x2, 20x2, 40x2, 16x4, 20x4 и т.д.
В данном уроке мы рассмотрим 4 битное подключения ЖК индикатора к микроконтроллеру AVR, и написание программы в среде .
У таких ЖК индикаторов существуют выводы:
VSS – Gnd (Минус питания)
VDD – Vcc (Плюс питания 5v)
VO – Установка контрастности ЖК матрицы
RS – Линия управления RS
RW (Read/Write) – Линия управления RW
E (Enable) – Линия управления E
D0 – Линия данных D0 (Не используется в 4 битном режиме)
D1 – Линия данных D1 (Не используется в 4 битном режиме)
D2 – Линия данных D2 (Не используется в 4 битном режиме)
D3 – Линия данных D3 (Не используется в 4 битном режиме)
D4 – Линия данных D4
D5 – Линия данных D5
D6 – Линия данных D6
D7 – Линия данных D7
A – Анод светодиода подсветки дисплея
K – Катод светодиода подсветки дисплея
Внимание! У разных ЖК индикаторов своё расположение выводов, точное расположение выводов вы можете узнать в технической документации (Даташите) на ваш ЖК индикатор.
Вывод ЖК индикатора VO управляет контрастностью ЖК матрицы в зависимости от подаваемого на этот вывод напряжения питания. Вывод RW если не надо считывать с дисплея информацию подключается к минусу питания.
Пример 4 битного подключения ЖК индикатора к микроконтроллеру Attiny2313:
Подстрочный резистор RV1 регулирует яркость ЖК индикатора.
В BASCOM-AVR перед работой ЖК индикатора необходимо указать, какие выводы дисплея подключены, к каким портам микроконтроллера, для этого есть команда Config Lcdpin, пример применения данной команды: Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.4 , Db5 = Portb.5 , Db6 = Portb.6 , Db7 = Portb.7 , E = Portb.3 , Rs = Portb.2 а также указать разрешение ЖК индикатора командой Config Lcd, пример: Config Lcd = 16 * 2 и проинициализировать ЖК индикатор командой Initlcd, после этого ЖК индикатор будет готов к работе.
Вот список команд для работы с ЖК индикатором в BASCOM-AVR:
Config
Lcdpin
– Установка конфигурации выводов ЖК индикатора и микроконтроллера
Config Lcd
– Установка разрешения ЖК индикатора
Initlcd
– Инициализация ЖК индикатора
Lcd
– Вывод текста на ЖК индикатор, пример: Lcd ”Hello”
Cls
– Очистка ЖК индикатора
Locate
y,
x
– Установить курсор в позицию x, y
Lowerline
– Переместить курсор на нижнею строку
Upperline
– Переместить курсор на верхнею строку
Shiftlcd Right
– Сдвинуть изображение ЖК индикатора вправо на одно знакоместо
Shiftlcd Left
– Сдвинуть изображение ЖК индикатора влево на одно знакоместо
Cursor Off
– Отключить курсор
Cursor On
– Включить курсор
Cursor On Blink
– Включить мерцающий курсор
Cursor On Noblink
– Отключить мерцающий курсор
Внимание! При использовании ЖК индикатора c разрешением 8x2 в BASCOM-AVR конфигурируйте его как 16x2, так как в BASCOM-AVR нет конфигурации на ЖК индикатор с разрешение 8x2.
Пример программы в BASCOM-AVR для вышеизложенной схемы:
$regfile = "attiny2313.dat" $crystal = 8000000 Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.4 , Db5 = Portb.5 , Db6 = Portb.6 , Db7 = Portb.7 , E = Portb.3 , Rs = Portb.2 Config Lcd = 16 * 2 Initlcd Cls Locate 1 , 1 Lcd "Hello," Lowerline Lcd "world!" End
Вот как всё это работает с ЖК индикатором 8x2:
Фьюз биты для прошивки:
Скачать файлы для урока (проект в , исходник, прошивка) вы можете ниже
По просьбе трудящихся, да и моим обещаниям решил я описать работу с знаковым
ЖК 16х2 в среде CodeVisionAVR. Начнем с описания самого ЖК. Алфовитно-цифровой ЖК
дисплей со встроенным чипом HD44780 фирмы Hitachi может выводить символы в одну,
две или четыре сроки по 8, 16, 20 или 40 символов в каждой. В данной статье я буду
рассматривать ЖК 16х2 (16 символов, 2 строки)
. Данный дисплей для физического
подключения к МК имеет 16 выводов (расположение выводов зависит от фирмы
изготовителя)
. Давайте посмотрим на эти выводы. Не мудрствуя лукаво я спер табличку
в МЭЛТе. В принципе она подходит для любого ЖК.
Ну я думаю что объяснять не нужно для чего нужен тот или иной пин. Там все написано
по русски. Но есть несколько небольших но.
1) ЖК дисплеи могут быть выпущены в двух вариантах на 5 вольт, либо на 3,3.
2) В цепи питания не всегда установлен токоограничивающий резистор. Смотрите
внимательно, может стоять просто перемычка. (Я так спалил подсветку на двух
дисплеях.)
3) Схема включения резистора для регулировки контрастности.
Так, ну теперь как сие чудо подключить к МК. Работать будем с ATmega8 и кварцем
на 4 МГц. Вот собственно и схема.
Как видите ничего сложного нет. Первые три разряда порта D
служат для управления,
а последние четыре для данных. Также можно работать с этими дисплеями по 8-и битной
шине, но я думаю отдавать лишние 4 ноги это расточительство. Поэтому будем работать
по 4-х битной шине. Со схемой разобрались, теперь давайте с программной частью.
Для инициализации дисплея и перевод его в 4-х битный режим нужно выполнить
несколько команд. Но перед этим я хочу разъяснить как работают управляющие биты.
Бит RS отвечает за то что будет принимать ЖК. Если RS = 0
, то мы передаем
команду, а если 1
то данные. Если бит RW = 0
, то мы записываем в ЖК, а если 1
,
то читаем. Бит Е
просто строб. То есть как только мы захотим ввести команду или
данные, то после того как выставили все биты на ножках просто выставляем в 1
бит
Е
, а потом опять роняем в 0
.
1 - Включить питание
2 - Выдержать паузу не менее 20 мс
3 - Команда для 4-х бит. шины
4 - Выдержать паузу не менее 40 мкс
5 - Команда для 4-х бит. шины (RS=0), (RW=0), (D7=0), (D6=0), (D5=1),(D4=1)
6 - Выдержать паузу не менее 40 мкс
7 - Команда для 4-х бит. шины (RS=0), (RW=0), (D7=0), (D6=0), (D5=1),(D4=1)
8 - Выдержать паузу не менее 40 мкс
9 - Команда для 4-х бит. шины (RS=0), (RW=0), (D7=0), (D6=0), (D5=1),(D4=0)
10 - Выдержать паузу не менее 40 мкс
11 - Выставить параметры (RS=0), (RW=0), (D7=0), (D6=0), (D5=1),(D4=0)
(RS=0), (RW=0), (D7=1), (D6=0), (D5=0),(D4=0)
12 - Выключаем дисплей (RS=0), (RW=0), (D7=0), (D6=0), (D5=0),(D4=0)
(RS=0), (RW=0), (D7=0), (D6=0), (D5=1),(D4=0)
13 - Очищаем экран (RS=0), (RW=0), (D7=0), (D6=0), (D5=0),(D4=0)
(RS=0), (RW=0), (D7=0), (D6=0), (D5=0),(D4=1)
14 - Режим ввода данных (RS=0), (RW=0), (D7=0), (D6=0), (D5=0),(D4=0)
(RS=0), (RW=0), (D7=0), (D6=1), (D5=1),(D4=0)
О как. Теперь после этой абракадабры наш дисплей готов принимать данные. Что
дальше. А дальше давайте ка рассмотрим команды ЖК. Для передачи команд/данных в
ЖК по 4-х битной шине требуется два захода. Первым передаем старшие 4 байта, а
вторым передаем младшие 4 байта. Дальше все команды я буду писать парами.
Команда очистки индикатора и постановка курсора в левый верхний угол.
RS=0, RW=0, D4=0, D5=0, D6=0, D7=0 (E=1 потом 0)
RS=0, RW=0, D4=0, D5=0, D6=0, D7=1 (E=1 потом 0)
Команда перемещения курсора в левую позицию. (Х-значит пофик какое значение)
RS=0, RW=0, D4=0, D5=0, D6=0, D7=0 (E=1 потом 0)
RS=0, RW=0, D4=0, D5=0, D6=1, D7=Х (E=1 потом 0)
Команда устанавливает направление сдвига курсора(ID=0/1 влево/вправо).
Так же разрешение сдвига дисплея (SH=1) при записи в DDRAM.
RS=0, RW=0, D4=0, D5=0, D6=0, D7=0 (E=1 потом 0)
RS=0, RW=0, D4=0, D5=1, D6=ID, D7=SH (E=1 потом 0)
Команда включения дисплея (D=1) и выбора курсора (A, B).
A=0, B=0
Курсора нет, ничего не мигает
A=0, B=1
Курсора нет, мигает весь символ
A=1, B=0
Курсор в виде подчеркивания, не мигает
A=1, B=1
Курсор в виде подчеркивания и мигает
RS=0, RW=0, D4=0, D5=0, D6=0, D7=0 (E=1 потом 0)
RS=0, RW=0, D4=1, D5=D, D6=A, D7=B (E=1 потом 0)
Команда сдвига дисплея/курсора(SC=0/1 курсор/дисплей RL=0/1 влево/вправо).
RS=0, RW=0, D4=0, D5=0, D6=0, D7=1 (E=1 потом 0)
RS=0, RW=0, D4=SC, D5=RL, D6=X, D7=X (E=1 потом 0)
Команда установки разрядности шины(DL=0/1 4/8 бит) А так же страници
знакогенератора Р.
RS=0, RW=0, D4=0, D5=0, D6=1, D7=DL (E=1 потом 0)
RS=0, RW=0, D4=1, D5=0, D6=Р, D7=0 (E=1 потом 0)
Команда установки адреса следующей операции с установкой туда курсора и
выбора области CGRAM(Свои придуманные символы).
RS=0, RW=0, D4=0, D5=1, D6=ACG, D7=ACG (E=1 потом 0)
RS=0, RW=0, D4=ACG, D5=ACG, D6=ACG, D7=ACG (E=1 потом 0)
Команда установки адреса последующей операции и выбор области памяти
DDRAM (Знакогенератор).
RS=0, RW=0, D4=0, D5=1, D6=ADD, D7=ADD (E=1 потом 0)
RS=0, RW=0, D4=ADD, D5=ADD, D6=ADD, D7=ADD (E=1 потом 0)
Команда Записи данных в текущую область.
RS=1, RW=0, D4=DATA, D5=DATA, D6=DATA, D7=DATA (E=1 потом 0)
RS=1, RW=0, D4=DATA, D5=DATA, D6=DATA, D7=DATA (E=1 потом 0)
Команда Чтения данных в текущую область.
RS=1, RW=1, D4=DATA, D5=DATA, D6=DATA, D7=DATA (E=1 потом 0)
RS=1, RW=1, D4=DATA, D5=DATA, D6=DATA, D7=DATA (E=1 потом 0)
Вот собственно и все команды. Есть еще команда чтения флага занятости, но я ей
не пользуюсь, а просто выдерживаю между каждой командой не менее 40 мкс. Вот и все.
А теперь после прочтения этого трактата, выпейте чашку чая или кофе и забудьте
про все это. Так как всю эту муру на себя берут функции из библиотеки CodeVisionAVR.
Создаем новый проект как это было уже рассказано. Для тех кто не в курсе идем
сюда , остальные заходят в код-генераторе на вкладку LCD
и выбирают PORTD
.
Что мы этим сделали. Первое мы сказали программе что хотим работать с ЖК дисплеем
(выбрав вкладку LCD
). Потом мы сказали что подключим его к порту D
. Ниже выпадающий
список дает возможность выбрать количество символов в строке. Так как по
умолчанию стоит 16
, а мы хотим работать с ЖК 16х2, то ничего менять не надо.
Ниже для подсказки расписаны ножки порта для правильного подключения ЖК к МК.
Все, сохраняем проект и смотрим на свеже-сгенерированный код.
Первое на что надо обратить внимание - это на кусок кода после директивы
препроцессора #include 
Следующая функция.
void lcd_puts(char *str)
Эта функция выводит строку расположенную в SRAM начиная с текущей позиции.
Пример:
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_puts("СТРОКА");
Видим:
Следующая функция.
void lcd_putsf(char *str)
Эта функция выводит строку расположенную во FLASH начиная с текущей позиции.
Пример:
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("СТРОКА");
Видим:
Ну и замыкает все это безобразие функция "Ластик"
void lcd_clesr(void)
Вызвав данную функцию вы сотрете все что есть на дисплее, а курсор встанет в
крайнее левое положение верхней строки. Вот так для начала можно выводить слова
и цифры на ЖК дисплей при помощи готовых функций.
Теперь давайте поговорим о том как выводить значение переменных. Для этих целей
нам понадобится еще одна библиотека. Ну те кто программировал на С под ПК про нее
должны знать. Называется она stdio.h
Поднимаемся на самый верх программы и после директивы препроцессора
#include 
Вот мы и научились выводить форматированный текст на ЖК. Далее кратко пробегусь
по типам преобразования.
i
d
- Для вывода десятичной целой со знаком
u
- Для вывода десятичной целой без знака
e
-d.d e-d
E
- Для вывода вещественного с плавающей точкой вида -d.d E-d
f
- Для вывода вещественного с плавающей точкой вида -d.d
x
- Для вывода в шеснадцатеричном виде маленькими буквами
X
- Для вывода в шеснадцатеричном виде большими буквами
c
- Для вывода в символа
Если написать %-05d
то знак "-"
заставит выравнивать по левому краю, а пустышки
нулями забиваться не будут.
Если вы попытаетесь напечатать число с плавающей точкой, то сильно удивитесь. Число
не напечатается. Во засада)) Проблема кроется в настройках компилятора. Для того
чтобы компилятор начал понимать формат float
нужно его немного настроить. Для этого
заходим Project->Configure
и заходим во вкладку C Compiler
. В своистве
(s)printf Features:
выбираем float, width, precision
. Вот и все.
Пробуйте, экспериментируйте. Возникнут вопросы, пишите на форуме.
Удачи!