Práce s LCD

V minulém díle jsme si naprogramovali jednoduchý voltmetr. Při jeho návrhu jsem vynechal popis komunikace s LCD a někteří z vás mi dali jasně najevo, že by se o něm rádi něco dozvěděli. Dnes si tedy ukážeme, jak na to.

Úvodem

Standardní znakové LCD moduly jsou řízeny pomocí osmibitových příkazů, které do displeje posíláme paralelně. A to celých 8 bitů najednou a potvrdíme signálem ENABLE, anebo pošleme nejprve horní čtyři bity příkazu a poté dolní čtyři bity. Opět obě poloviny potvrdíme signálem ENABLE.

Než se ale pustíme do popisu komunikace, bylo by dobré popsat si standardní zapojení konektoru LCD displeje s řadičem HITACHI HD44780. Běžné displeje tohoto typu mají osazen šestnáctipinový konektor, jehož 2 piny jsou pro určeny pro podsvětlení displeje.

1 – GND (0V), 2 – VCC (5V), 3 – KONSTRAST, 4 – REGISTER SELECT, 5 – READ / WRITE, 6 – ENABLE, 7–14 – datové bity (DB0–DB7), 15 – anoda, 16 ndash; katoda

• KONTRAST – čím nižší napětí, tím vyšší kontrast
• REGISTER SELECT – určuje, zda se zapisuje příkaz nebo data na displej. V případě, že je pin uzemněn 0, se posílají příkazy, v případě, že je nastavena 1, pak se zapisují data.
• READ / WRITE – čtení log. 1, zápis log. 0
• ENABLE – zápis dat/příkazu se provádí vzestupnou hranou

Paměťový prostor

Paměť řadiče displeje je rozdělena na dvě části. Na DDRAM – paměť obsahující znaky aktuálně zobrazené na displeji – a CGRAM, ta obsahuje znaky, jež využíváme pro zápis na displej. Do CGRAM můžeme uložit i vlastní znaky.

Inicializujeme LCD

Před každým použitím je nutné LCD inicializovat. Zkuste připojit LCD k napájecímu napětí (piny 1 a 2) a kontrast na zem. V tuto chvíli je možné pozorovat, jak vypadá neinicializovaný LCD displej. Pro jeho inicializaci musíme zaslat několik instrukcí. Výčet všech možných instrukcí je možné nastudovat na této adrese:
http://home.iae.nl/users/pouweha/lcd/lcd0.shtml#instruction_set

• Odešleme instrukci 0x3B (binárně 00111011), touto instrukcí nastavíme osmibitovou komunikaci, 2 a více řádků, a znaky o rozlišení 5 × 7 bodů
• Odešleme instrukci 0x0C (binárně 00001100), touto instrukcí zapneme displej
• Odešleme instrukci 0x01 (binárně 00000001), touto instrukcí smažeme LCD.

Při zasílání instrukcí musíme mít pin REGISTER SELECT uzemněn.

Pro zapsání znaku na displej pak už jen stačí nastavit bit REGISTER SELECT a odeslat kód znaku uloženého v CGRAM.

Praktický příklad

// inicializuje LCD
void LCD_Init()
{                            
        LCD_SetWrite();
        LCD_ClrEnable(); 
        LCD_WriteCommand(59);
        LCD_WriteCommand(12);
        LCD_Clear();	
}

Pro úplnost musíme ještě přidat použité funkce a makra:

#define LCD_SetWrite()  PORTD &= ~8;
#define LCD_ClrEnable() PORTD &= ~16

// zapise prikaz
void LCD_WriteCommand(unsigned char co)
{
        LCD_SetCommand();
        LCD_WriteDelay();
        LCD_Data = co;  
        LCD_WriteDelay();
        LCD_SetEnable();
        LCD_WriteDelay();        
        LCD_ClrEnable();        
        LCD_WriteDelay();
}

Ostatní funkce spolu se zbylou částí knihovny si můžete stáhnou na http://kvetakov.net.

Celá knihovna vypadá takto:

#include "lcd_lib.h"

void LCD_WriteDelay()
{
  unsigned char i;
  for (i = 0; i<250; i++);
}

void LCD_WriteData(unsigned char co)
{
        LCD_SetData();
        LCD_WriteDelay();
        LCD_Data = co;  
        LCD_WriteDelay();
        LCD_SetEnable();
        LCD_WriteDelay();        
        LCD_ClrEnable(); 
        LCD_WriteDelay();        
}

void LCD_WriteCommand(unsigned char co)
{
        LCD_SetCommand();
        LCD_WriteDelay();
        LCD_Data = co;  
        LCD_WriteDelay();
        LCD_SetEnable();
        LCD_WriteDelay();        
        LCD_ClrEnable();        
        LCD_WriteDelay();
}


void LCD_Init()
{                            
        LCD_SetWrite();
        LCD_ClrEnable(); 
        LCD_WriteCommand(59);
        LCD_WriteCommand(12);
		LCD_Clear();	
}

void LCD_Clear()
{  
        unsigned int a;
        LCD_WriteCommand(1);                
        for (a = 0; a<5000; a++); 
}


void LCD_Position(unsigned char radek, unsigned char sloupec)
{
        unsigned char policko = 0;
        switch (radek)
        {
                case 0: policko+=0; break;
                case 1: policko+=0x40; break;
                case 2: policko+=0x14; break;
                case 3: policko+=0x054; break;
        }                                     
        
        policko += sloupec;
        LCD_WriteCommand(128|policko);
}


void LCD_WriteString(char* retezec)
{
	while (*retezec !='\0')
	{
		LCD_WriteData(*retezec);
		retezec +=1;
	}
}

void LCD_WriteCString(const char* retezec)
{
	while (*retezec !='\0')
	{
		LCD_WriteData(*retezec);
		retezec +=1;
	}
}

void LCD_PrDec(unsigned char co)
{
	LCD_WriteData((co / 10)+48);
	LCD_WriteData((co % 10)+48);

}

Soubor definic vypadá takto:

#include 

#define LCD_Data        PORTC
#define LCD_SetEnable() PORTD |= 16
#define LCD_ClrEnable() PORTD &= ~16
#define LCD_SetData()   PORTD |= 4
#define LCD_SetCommand()PORTD &= ~4
#define LCD_SetRead()   PORTD |= 8;
#define LCD_SetWrite()  PORTD &= ~8;
#define SoundOn()       PORTD |= 32;
#define SoundOff()      PORTD &= ~32;
#define SoundInvert()   PORTD ^= 32;

void LCD_WriteDelay();
void LCD_WriteData(unsigned char co);
void LCD_WriteCommand(unsigned char co);
void LCD_Init();
void LCD_Clear();
void LCD_Position(unsigned char radek, unsigned char sloupec);
void LCD_WriteString(char* retezec);
void LCD_WriteCString(const char* retezec);
void LCD_PrDec(unsigned char co);