Подключение графического индикатора (KS0108) к PIC микроконтроллеру. Часть 1 - Теория

Использование графического индикатора кардинально меняет внешний вид вашего проекта. Он предоставляет больше свободы при отображении данных, чем символьный ЖК индикатор на базе контроллера HD44780. В статье мы рассмотрим как подключить графический индикатор на контроллере KS0108 (или совместимом) к микроконтроллеру PIC производства компании Microchip. Статья разделена на несколько частей, в которых мы последовательно рассмотрим аппаратную и программную части проекта.

Выбор микроконтроллера PIC16F887 связан с тем, что приложения с графическим ЖКИ требуют достаточно много ресурсов микроконтроллера (линии ввода/вывода, встроенная память) и данный микроконтроллер имеет 36 линий ввода/вывода и 14 КБайт Flash-памяти.

Графический ЖКИ, который используется в нашем проекте – это модуль WDG0151-TMI монохромного индикатора производства компании Winstar с разрешением 128×64 точки. Он выполнен на базе двух контроллеров NT7108C и NT7107C, которые совместимы с контроллерами Samsung KS0108B и KS0107B.

KS0108B – это 64 канальный точечный драйвер ЖК сегментов. Модуль WDG0151-TMI содержит два таких контроллера, чтобы обеспечить управление 128 сегментами. С другой стороны контроллер KS0107B (NT7107C) – это 64 канальный драйвер общих линий индикатора, который генерирует временные сигналы для управления двумя сегментными драйверами. Это очень распространенные и хорошо зарекомендовавшие себя контроллеры, которые применяются и в индикаторах других производителей.

Блок-схема модуля Winstar WDG0151-TMI

Нажмите для увеличения

Контроллер NT7107C управляет 64 общими линиями дисплея (COM1 – COM64). Первый контроллер NT7108C управляет левой половиной сегментов (SEG1 – SEG64) дисплея, второй NT7108C – правой половиной сегментов (SEG65 – SEG128). Доступ к двум половинам дисплея осуществляется индивидуально посредством сигнальных линий Chip Select (CS1, CS2). Каждая половина дисплея представлена 7 горизонтальными страницами памяти, каждая высотой 8 бит (1 Байт).

Начиная с 0 страницы в левoй половине (/CS1=0), если вы передадите 1 байт данных, они будут отображены в первом столбце страницы 0. Если повторить данный процесс 64 раза и затем переключиться на вторую половину дисплея и повторить операции, пока не будет достигнута 128 позиция, мы получим отображение первых 8 линий на дисплее. Для отображения следующих 8 линий необходимо повторить эти операции, но сменив адрес страницы памяти. Общее количество байт, необходимое для отображения одного кадра (128×64 точки), в нашем случае равно 2×64×8 = 1024.

Модуль дисплея Winstar WDG0151-TMI GLCD имеет встроенный генератор отрицательного напряжения для управления контрастностью. Потенциометр регулировки контрастности (обычно 10 кОм) подключается между выводами VEE и VCC. Расположение линий ввода/вывода индикатора не стандартизировано, поэтому необходимо обратиться к технической документации на дисплей при подключении его к микроконтроллеру.

В общем случае количество выводов у графического индикатора 20. Первые два вывода – выбор контроллера левой или правой части индикатора, активный уровень – низкий, однако существуют индикаторы с высоким активным уровнем (поэтому и понадобится еще раз техническое описание используемого индикатора от производителя).  С помощью вывода 6 индикатора D/I (Data/Instruction) пользователь указывает, что поступает на шину данных индикатора: данные или команды (инструкции). Управляющие сигналы R/W и E имеют такое же назначение, как и в символьных индикаторах на контроллере HD44780.

Назначение выводов модуля ЖКИ WDG0151-TMI

Контроллеры KS0107B и KS0108B не имеют своего знакогенератора, поэтому его функции будет выполнять программа микроконтроллера. Сам ЖКИ поддерживает ряд инструкций, которые приведены ниже в таблице. Необходимо помнить, что вывод RS (D/I) должен быть в высоком состоянии при операциях чтения/записи данных и оставаться в низком состоянии, когда передаются инструкции.

  Часть 2 - Схема, программа микроконтроллера для инициализации индикатора