4.pdf

Podręczny poradnik elektronika

Alfanumeryczne

wyświetlacze LCD

część IV

Po miesięcznej przerwie kończymy opis alfanumerycznych wyświetlaczy LCD. Dzięki tej

przerwie miałem okazję zapoznać się z wieloma listami w których pytacie, drodzy Czytel−

nicy, o praktyczne sposoby sterowania tymi jakże ciekawymi elementami. W niniejszej ostatniej

części postaram się w kilku prostych przykładach to wyjaśnić. Podam też istotne wskazówki do−

tyczące miejsc zakupu oraz przybliżone ceny wyświetlaczy w zależności od typu i producenta.

Dzięki tej garści informacji każdy z Was będzie mógł zastosować te interesujące podzespoły elek−

troniczne w swoich projektach.

W poprzednich trzech częściach artyku−

łu zapoznaliśmy się praktycznie ze wszys−

tkimi możliwościami jakie oferują nam in−

teligentne moduły LCD. Wiemy już że

większość z takich wyświetlaczy posiada

standardową listę instrukcji , a to dzięki te−

mu, że korzystają one z takiego samego

sterownika (mikroprocesora) umieszczo−

nego na płytce modułu. Najczęściej jest to

układ firmy Hitachi oznaczony symbolem.

HD44780. W nazwie mogą na końcu lub

początku występować dodatkowe litery,

jednak jeżeli kupując moduł z niepewnego

źródła zobaczycie na jego tylnej części

wlutowany układ z takim właśnie symbo−

lem, to prawie pewne że wyświetlacz bę−

dzie można wysterować tak jak typowe

układy tej rodziny, korzystając z instrukcji

podanych w tym artykule (cz. I i II).

Na początek podam kilka praktycznych

sposobów na ujarzmienie modułów LCD.

do wyświetlenia, czy instrukcję. I wresz−

cie najważniejszą linię E („enable”) dołą−

czono poprzez prosty układ eliminujący

stany nie ustalone, do przełącznika chwi−

lowego, dzięki któremu możliwe jest po

ustawieniu linii D0...D7 oraz RS, uaktyw−

nienie modułu i wymuszenie odczytania

informacji z linii sterujących. W tym przy−

padku włącznik powinien być chwilowy.

Stała czasowa układu eliminacji drgań ze−

styków została dobrana w przybliżeniu,

tak aby zapewnić wystarczająco długi

czas generacji impulsu E przy jednoczes−

nej eliminacji dodatkowych zakłóceń me−

chanicznych styku włącznika. W praktyce

w roli przełączników 2 −poz. autor użył ty−

powych komputerowych jumperów a do

linii E dołączony został tzw. mikroswicz.

Jeżeli ktoś z was pokusi się o wykona−

nie takiego prostego układu testującego,

powinien opcjonalnie, w zależności od

potrzeby zasilić wyświetlacz napięciem

ujemnym lub nie, korzystając chociażby

z układu konwertera, którego rysunek

znalazł się w poprzednich częściach arty−

kułu (rysunek 3 – układ z ICL7660). Nie

należy zapomnieć także o rezystorze

montażowym do regulacji kontrastu. Po

wykonaniu proponowanego „ręcznego”

układu sterowania proponuję wykonać

przedstawiony poniżej ciąg instrukcji.

Wykonując kolejne polecenia należy naj−

pierw ustawić przełącznikami D0...D7,

RS odpowiednie stany zgodnie z tabelą,

a następnie na krótką chwilę nacisnąć

przycisk E. W ten sposób już po dwóch

poleceniach wyświetlacz powinien ożyć.

Jeżeli po wykonaniu drugiego kroku

kursor nie będzie nadal widoczny, radzę

sprawdzić:

– jakość połączeń

– wyregulować kontrast wyświetlacza

Przykłady zastosowania

Najprostszy, choć mało elegancki spo−

sób sterowania wyświetlaczem pokaza−

no na rrysunku 11.

Jak widać z rysunku, do linii danych

D0...D7 dołączono przełączniki dwupozy−

cyjne, tak aby można było wymusić na

nich stan wysoki lub niski – będzie to nam

potrzebne do przesyłania danych lub in−

strukcji do sterownika wyświetlacza. Linia

R/W została zwarta do masy dla uprosz−

czenia sterowania bowiem będziemy je−

dynie zapisywać dane i instrukcje do wy−

świetlacza. W tym przypadku ręcznego

sterowania modułem nie jest oczywiście

konieczne sprawdzanie stanu zajętości

wyświetlacza (poprzez odczyt „busy flag”)

bo czas pomiędzy kolejnymi zapisami do

modułu jest z reguły wystarczająco długi.

Linia RS także dołączona jest do prze−

łącznika 2−pozycyjnego, bowiem zgodnie

z tabelą 2 linia ta informuje wewnętrzny

sterownik modułu, czy zapisujemy daną

Rys.. 11.. Sterowaniie modułłem LCD za pomocą przełłączniików mechaniicznych

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/98

Podręczny poradnik elektronika

Tabella 1

Dla przykładu podam sekwencję instruk−

cji w języku Turbo Pascal, która powodu−

je zapisanie jednego znaku do modułu

wyświetlacza.

W miejsce „kod_znaku”, należy oczy−

wiście wpisać żądaną literę, np. chcąc

wyświetlić literę „A” należy linię (3) zapi−

sać w postaci:

port[LPT+$00]:=ord(‘A ) { zapis znaku na

linie D0...D7}

Wszyscy elektronicy−użytkownicy kom−

puterów z łatwością napiszą resztę pro−

gramu, tak aby sterować dowolnie wy−

świetlaczem.

krrok RS D7 ...... D0 wyświiettllacz co robiimy......

1. 0 0 0 1 1 0 0 0 0 instrukcja wstępna

2. 0 0 0 0 0 1 1 1 0 _ włączenie wyświetlacza

i zapalenie kursora

3. 0 0 0 0 0 0 1 1 0 _ ustaw tryb inkrementacji adresu

4. 1 0 1 0 0 0 1 0 0 D_ wpisanie znaku „D”

5. 1 0 1 0 0 1 0 0 1 D I _ wpisanie znaku „I”

6. 1 0 1 0 1 0 0 1 1 D I S_ wpisanie znaku „S”

7. 1 0 1 0 1 0 0 0 0 D I S P_ wpisanie znaku „P”

8. 1 0 1 0 0 1 1 0 0 D I S P L_ wpisanie znaku „L”

9. 1 0 1 0 0 0 1 0 1 D I S P L E_ wpisanie znaku „E”

10. 1 0 1 0 0 1 0 1 0 D I S P L E J_ wpisanie znaku „J”

11. 0 0 0 0 0 0 0 1 0 D I S P L E J powrót kursora na pozycję

początkową

– w przypadku modułów zasilanych po−

dwójnym napięciem (+/−5V) sprawdzić

poziom ujemnego.

Wskazówka 1:: jeżeli po włączeniu zasi−

lania wszystkie punkty pola odczytowego

są zapalone, oznacza to, że ustawiony pr−

kiem kontrast jest za duży. Jeżeli przy po−

mocy pr−ka pokazanego na rysunku 3 nie

daje się ich wygasić do takiego poziomu

aby były lekko widoczne, oznacza to że

wyświetlacz nie wymaga zasilania napię−

ciem ujemnym (jeżeli takie oczywiście do−

łączyliście). Skręcanie potencjometrem

w kierunku masy powinno stopniowo wy−

gaszać wszystkie matryce znaków, kręce−

nie w przeciwną stronę – rozświecać.

A teraz prosty sposób na sterowanie

modułem dla wszystkich tych którzy ma−

ją w domu komputery i to niekoniecznie

PC−ty. Na rrysunku 12 pokazano sposób

dołączenia modułu wyświetlacza wprost

Tabella 2

port[LPT+$02]:=$08;

{ ustawienie sygnału E=0 }

port[LPT+$02]:=$09;

{ ustawienie RS=1, R/W=0 }

port[LPT+$00]:=kod_znaku;

{ zapis znaku na linie D0...D7}

port[LPT+$02]:=$01;

{ E=1 }

port[LPT+$02]:=$08;

{ E=0 koniec zapisu znaku }

delay(1);

{ poczekaj na wykonanie instrukcji }

dane. Sygnał odblokowania E modułu po−

łączono z linią „Device Select”. Teraz aby

wysterować odpowiednio moduł trzeba

określić adresy rejestrów danych i steru−

jących portu równoległego komputera.

Dla maszyn typu PC adres bazowy rejes−

trów znajduje się pod adresami:

378h dla LPT1,

278h dla LPT2,

3BCh dla LPT3,

2BCh dla LPT4.

Rejestr bazowy łącza jest jednocześnie

rejestrem danych, czyli zapis do niego baj−

tu powoduje odpowiednie

ustawienie linii D0...D7 portu.

Rejestr sterujący pozio−

mem napięcia na końcówce

„Strobe” ma przesunięcie

+1 względem adresu bazo−

wego – bit nr 7 (najstarszy).

Należy pamiętać że poziom

napięcia na tej końcówce

jest w rzeczywistości zane−

gowany, dlatego też aby

ustawić poziom niski na pi−

nie Strobe, należy ustawić

bit 7 w rejestrze +1.

Pod adresem równym (re−

jestr bazowy + 2) znajduje się

rejestr, którego bit nr 3 (także

zanegowany) steruje pozio−

mem napięcia na końcówce

17 portu

drukarko−

wego, czyli w naszym

przypadku sygnałem

E modułu.

Aby prawidłowo

wysterować moduł

należy do podanych

portów w odpowied−

niej, znanej już kolej−

ności, wpisać dane.

Sterowanie modułem za pomocą

komputera i to w dodatku z wykorzysta−

niem portu drukarkowego wydać się mo−

że bezcelowe, no bo w końcu mamy do

dyspozycji ekran monitora, jednak przy

rozpoczynaniu zabawy z inteligentnymi

modułami LCD, korzystanie z dobro−

dziejstw komputera zaoszczędza nam

zmartwień związanych z montażem 9−ciu

przełączników (jak z przykładu 1).

Aby w pełni wykorzystać zalety modu−

łów tekstowych LCD najlepiej jest wyste−

rować układ za pomocą prostego sterow−

nika opartego na pamięci EPROM lub

bardziej wyrafinowanego z mikroproce−

sorem. Na łamach EdW ukazała się kon−

strukcja modułu wykorzystująca te pierw−

sze rozwiązanie. Mankamentem takiego

rozwiązania jest ograniczona liczba komu−

nikatów i mała swoboda sterowania mo−

dułem. Wszystkie zalety wyświetlaczy

ujawniają się przy podłączeniu modułu do

układu mikroprocesorowego.

Na rrysunku 13 pokazano najprostszy

sposób dołączenia modułu do dowolnego

systemu mikroprocesorowego zawierają−

cego typowe sygnały:

/RD : odczytu z zewnętrznej przestrzeni

adresowej

/WR: zapisu z zewnętrznej przestrzeni ad−

resowej

A0, A1: najmłodsze linie adresowe

Rys.. 12.. Dołłączeniie ukłładu do portu

drukarkowego komputera

Rys.. 13..

do portu równoległego komputera PC

(lub każdego innego wyposażonego

w port Centronics).

Jak widać z rysunku linie danych

D0...D7 modułu dołączono do szyny da−

nych portu równoległego. Linię sterującą:

RS do końcówki „Strobe” portu, zaś RW

zwarto do masy, bowiem dla uproszcze−

nia będziemy do modułu tylko zapisywać

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/98

Podręczny poradnik elektronika

D0...D7 : szyna danych systemu mikro−

procesorowego

/CS :sygnał zdekodera adresowego systemu

Bez żadnych przeróbek układ ten nadaje

się do zastosowania w system z mikrokon−

trolerem z serii MCS−51 np. 8051. Opis ta−

kiego układu znalazł się na łamach EdW

w zeszłym roku, jako kit AVT−2250. Wspo−

mniany system zawiera wszystkie niezbęd−

ne sygnały do dołączenia układu z rysunku

13. Zapraszam więc do lektury poprzednich

numerów Elektroniki dla Wszystkich .

Zastosowane w przykładzie z rysun−

ku 13 bramki są niezbędne do wygenero−

wania odpowiednich opóźnień względem

pomiędzy sygnałami RW, RS i E modułu.

W układzie takim przy zastosowaniu bra−

mek serii LS lub HCT maksymalna częstot−

liwość pracy systemu mikroprocesorowe−

go, gwarantująca prawidłową obsługę wy−

świetlacza to ponad 12 MHz. Dla ułatwienia

podaję adresy a właściwie przesunięcia

względem adresu sygnału /CS dla poszcze−

gólnych operacji zapisu i odczytu modułu:

offffsett ffunkcjja

+0 zapis instrukcji (RW=0, RS=0)

+1 odczyt „busy flag” i adresu

(RW=1, RS=0)

+2 zapis danej (RW=0, RS=1)

+3 odczyt danej spod bieżącego

adresu (RW=1, RS=1)

W jednym z kolejnych odcinków wspo−

mnianego cyklu przedstawię sposób do−

łączenia modułu do systemu AVT−2250

oraz zamieszczę listing podprogramów

realizujących podstawowe funkcje zwią−

zane ze sterowaniem wyświetlacza.

Bywają jednak wyjątki. Autor w swojej

praktyce spotkał model wyświetlacza

LCD, zresztą bardzo taniego, który od kil−

ku lat pojawia się w różnych sklepach

elektronicznych. Na zdjęciu w artykule

wyróżnia się on dość dziwnie powycina−

ną płytką bazową , na której nieznany pro−

ducent umieścił pole odczytowe 1 linia

z 24 znakami. Sam moduł jest bardzo

dobry, nie potrzebuje ujemnego zasilania,

a dodatkowo dzięki umieszczonemu fab−

rycznie na płytce potencjometrowi regu−

lacji kontrastu, nie ma potrzeby dołącza−

nia końcówki 3 modułu do układów ze−

wnętrznych. Moduł posiada złącze 2−rzę−

dowe w sumie z 16 pinami. Ich znaczenie

odbiega niestety od przyjętego standar−

du, dlatego poniżej zamieszczam opis

końcówek. Numeracja złącza jest taka sa−

ma jak poprzednio.

piin sygnałł

1 Vcc (+5V)

14 GND (0V)

2 E (Enable)

3 RS

9 R/W

10,7,11,6,12,5,13,4 w kolejności:

D0...D7

Praktyczne wskazówki

I na koniec garść informacji dotyczą−

cych ewentualnych zakupów tekstowych

wyświetlaczy LCD.

a) najwięcej informacji o obudowach i wy−

prowadzeniach można znaleźć w katalo−

gu Hitachi – „Liquid Crystal Character

Display Modules”. Jeżeli nie masz do−

stępu do tego katalogu, nie przejmuj

się, w niniejszym artykule (i poprzednich

częściach) przedstawiono wszystko co

jest potrzebne do rozpoczęcia pracy.

b)w ttabellii 3 znajduje się numeracja i zna−

czenie końcówek większości typów wy−

świetlaczy LCD.

Jeżeli masz wątpliwości, co do swego

egzemplarza modułu powinieneś popro−

sić sprzedawcę o opis końcówek, jeżeli

go nie ma to lepiej jest zrezygnować

z zakupu.

c) elementy podświetlające (diody LED)

zasilane są z reguły napięciem +5V,

lecz aby przedłużyć ich trwałość produ−

cenci często zalecają modulować te

napięcie z częstotliwością kilkuset Hz

(zwykle 300...400Hz) . Podświetlony

stałym napięciem 5V wyświetlacz po−

biera znaczne ilości prądu (>300mA),

co przy poborze prądu przez moduł rzę−

du 1..2mA jest wartością olbrzymią.

d)przy zakupie pamiętaj o dokładnym

obejrzeniu modułu z każdej strony,

sprawdzeniu czy nie posiada uszko−

dzeń mechanicznych, oraz czy zawiera

„na pokładzie” znany ci sterownik

HD44780.

e)w handlu bywa wiele rodzajów wy−

świetlaczy, ale prawie wszystkie posia−

dają oznaczenie

pierwszej koń−

cówki złącza, do−

prowadzającego

sygnały sterujący

oraz danych. Kie−

rując się tabelą

powyżej, łatwo

jest zlokalizować

końcówki RS,

RW, E D0...D7,

zasilanie, kont−

rast i masę. W za−

leżności od typu

złącza są jedno

lub dwurzędowe.

W przypadku 2−

rzędowych nu−

meracja jest stan−

dardowa, jak dla

złączy typu ZFC.

8,15,16

nie dołączone

f) ceny modułów spotykane w handlu

wahają się w granicach od kilku złotych

dla nie standardowego modelu wspo−

mnianego ostatnio przez autora, do kil−

kudziesięciu dla markowych typów (Hi−

tachi, Nec) z 2 linami po 40 znaków.

Poniżej podaję kilka najbardziej popu−

larnych oznaczeń z ilością linii oraz zna−

ków w linii, ułatwi to z pewnością

orientację przy okazji zakupu. Najlep−

sze miejsca do zakupu modułów, to

sklepy ze układani mikroelektroniczny−

mi oraz oczywiście giełdy np. warszaw−

ska Wolumen przy ul. Kasprowicza.

Także wiele firm wysyłkowych oferuje

różne typy modułów, lecz w przypadku

zamawiania zawsze należy poprosić

kartę katalogowa zamawianego podze−

społu oraz upewnić się , czy moduł jest

oparty o standard HD44780.

ttyp lliiniie x znakii uwagii

LM016 2 x 16

LM015 1 x 16

LM092 2 x 40 z podświetle−

niem LED

Tak więc jeżeli sygnał /CS przyjmuje

stan aktywny (niski) przy adresowaniu ob−

szaru o adresach np. 8000h...8FFFh, to

kolejne funkcje można wywołać adresu−

jąc następujące komórki w zewnętrznej

przestrzeni: 8000h, 8001h, 8002h, 8003h.

Wszystkich zainteresowanych przykła−

dami programowania mikroprocesorów

do celów obsługi wyświetlaczy teksto−

wych LCD, informuję że w prowadzonym

w EdW cyklu „Mikroprocesory – to takie

proste”, zajmiemy się tym tematem – za−

chęcam więc wszystkich do lektury.

Tabella 3

Numerr Symboll Poziiom Znaczeniie

końcówkii

1 GND − masa zasilania

Vcc − zasilanie +5V

kontrast wyświetlacza (czasem −5V)

RS H/L „data/instruction select” –

– rodzaj informacji na wejściu D0...D7

„H” gdy instrukcja

„L” gdy dana (znak do wyświetlenia)

5 R/W H/L „read/write” −

– sygnał odcztu lub zapisu do modułu

„H” gdy odczyt

„L” gdy zapis

6 E (EN) L−>H−>L „enable signal” –

uaktywnienie wyświetlacza

LM018 2 x 40

LM041 4 x 16

LM044 4 x20

LM060 2 x 24

LM017 2 x 32

D0 H/L

D1 H/L

Na koniec życzę sukcesów w ujarz−

mianiu inteligentnych wyświetlaczy LCD

oraz wiele satysfakcji z używania ich

w swoich układach.

D2 H/L

D3 H/L linie danych D0...D7

D4 H/L

D5 H/L

D6 H/L

Słławomiirr Surrowiińskii

D7 H/L

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/98

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: