Символьные LCD дисплеи. Часть1

Введение

Символьные ЖК можно встретить в кофеварках, лазерных принтерах, детских игрушках и может быть даже в тостерах. Контроллер Hitachi HD44780 стал промышленным стандартом для этих типов дисплеев. Это пособие, использующее DIP переключатели и несколько других компонентов, научит вас основам управления HD44780 совместимым дисплеем.

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Символьные LCD дисплеи

Схема расположения выводов

Мы будем использовать 16-символьный 2-строчный дисплей. Он использует контроллер ST7065C, совместимый с HD44780. На рисунке внизу показан ЖК модуль и схема расположения выводов.

Символьные LCD дисплеи

Последние 2 контакта (15 и 16) необязательные и используются только если дисплей имеет подсветку.

На схеме внизу показан ЖК модуль с подключенными основными проводами. Вы, наверное, заметили, что контакт 5 (RW) соединен с общим проводом. Этот контакт служит для управления чтением или записью в дисплей. Так как чтение из дисплея почти никогда не используется, большинство людей просто соединяют этот контакт с общим проводом.

Потенциометр, подключенный к контакту 3, регулирует контрастность ЖК дисплея.

Символьные LCD дисплеи

Передача данных и команд

Данные и команды посылаются модулю по 8 линиям данных (контакты 7…14) и линии RS (контакт 4).
Линия RS указывают модулю, к чему относятся 8 бит: к данным или к команде. Данные или команда считываются по спаду сигнала на линии Enable (контакт 6). Это означает, что когда уровень на линии Enable переходит из высокого в низкий, значения линий D0…D7 и RS считываются.

Чтобы послать данные или команду дисплею, вы должны:

Установить на линии Enable высокий уровень
Установить нужные значения на RS и D0…D7
Установить на линии Enable низкий уровень

Между этими операциями должно быть небольшое время ожидания, но здесь рассматривать это я не буду.

Модули дисплеев на основе HD44780 могут работать также в режиме 4-битного интерфейса. В этом режиме данные или команды передаются модулю, используя два 4-битных полубайта. Детально мы обсудим это ниже.

Команды и символы

Ниже приведены таблицы инструкций и символов.

Инструкция

R/W

Код инструкции

Описание

Время
выполнения
(f_OSC=270 кГц)

DB7

DB6

DB5

DB4

DB3

DB2

DB1

DB0

Очистка дисплея

Очистка дисплея и установка адреса
DDRAM в 00H.

1.53 мс

Возврат

Установка адреса DDRAM в 00H,
сброс сдвигов.
Содержимое DDRAM не меняется.

1.53 мс

Установка
режима ввода

l/D

Выбор направленя сдвига курсора или
экрана, разрешение сдвига дисплея.
Действие выполняется во время операции
чтения или записи.

39 мкс

Выбор режима
отображения

Включение/выключение дисплея (D),
включение/выключение курсора
ON/OFF (C), включение мерцания символа
в позиции курсора (B).

39 мкс

Сдвиг курсора
или дисплея

S/C

R/L

Перемещеие курсора или дисплея без
изменения содержимого DDRAM.

39 мкс

Установка
параметров

Установка ширины шины данных
(DL: 8 бит /4 бит), числа строк
дисплея (N: 2 строки/1 строка),
и размер матрицы символов
(F: 5×11 точек / 5×8 точек)

39 мкс

Установка
адреса CGRAM

AC5

AC4

AC3

AC2

AC1

AC0

Присваивает адресу CGRAM значение
счетчика адреса.

39 мкс

Установка
адреса DDRAM

AC6

AC5

AC4

AC3

AC2

AC1

AC0

Присваивает адресу DDRAM значение
счетчика адреса.

39 мкс

Чтение флага
«занято» и адреса

AC6

AC5

AC4

AC3

AC2

AC1

AC0

Чтение флага «занято» (BF), указывающего
на то, что контроллер занят выполнением
инструкции и чтение адреса счетчика.

0 мкс

Запись данных
в CG
или DD RAM

Запись данных во внутреннюю память
(DDRAM/CGRAM).

43 мкс

Чтение данных
из CG
или DD RAM

Чтение данных из внутренней памяти
(DDRAM/CGRAM).

43 мкс

Кликните для увеличения

Сборка схемы

Обычно ЖК дисплеем управляют с помощью микроконтроллера, компьютера или подобного устройства. В этом упражнении мы будем использовать просто набор переключателей. Это позволит разобраться в подробностях интерфейса.

Схема устройства показана ниже.

Символьные LCD дисплеи
Кликните для увеличения

На фотографии ниже показано устройство на макетной плате без ЖК модуля. Я так же добавил небольшой источник питания на основе L7805 (с правой стороны платы).

Линии данных и Register Select соединены с общим проводом через резисторы 10 кОм, и когда переключатель замкнут, на этих линиях устанавливается высокий уровень. Линия Enable, с другой стороны, всегда подтянута к высокому уровню, а когда кнопка нажата, переходит в низкий. Для подавления дребезга к кнопке на линии Enable подключен конденсатор 10 нФ.

Символьные LCD дисплеи

Перед тем как подключить ЖК модуль к плате, вам понадобится припаять 16-контактный разъем, как показано на рисунке ниже.

Символьные LCD дисплеи

Затем мы вставим ЖК модуль в макетную плату и подадим питание. Когда вы будете вставлять модуль ЖК в макетную плату, вам следует быть аккуратным и не торопиться, так как контакты разъема немного толще, чем отверстия в макетной плате.

Если показанное ниже изображение на дисплее вы не видите, покрутите потенциометр контраста. Это изображение отображается по умолчанию на неинициализированном ЖК дисплее.

Символьные LCD дисплеи

Работа в 8-битном режиме

Для взаимодействия с дисплеем и вывода текста нам необходимо

Инициализировать дисплей
Установить режим ввода и
Послать последовательность символов в дисплей

Таким образом, для вывода текста нам потребуется включить устройство и затем ввести последовательность Данных/Команд, нажимая Enable после каждой порции данных или команды.

RS	D7 … D0	Описание
0	0 0 1 1 - 1 0 0 0	Функция set, 8 бит, 2 строки, 5×7
0	0 0 0 0 - 1 1 1 1	Дисплей Включен, Курсор включен, Курсор мигает
0	0 0 0 0 - 0 1 1 0	Режим ввода, Увеличение позиции курсора, Не сдвигать текст вертикально
1	0 1 0 0 - 1 0 0 0	H
1	0 1 1 0 - 0 1 0 1	e
1	0 1 1 0 - 1 1 0 0	l
1	0 1 1 0 - 1 1 0 0	l
1	0 1 1 0 - 1 1 1 1	o
1	0 0 1 0 - 0 0 0 0	*пробел*
1	0 1 0 1 - 0 1 1 1	w
1	0 1 1 0 - 1 1 1 1	o
1	0 1 1 1 - 0 0 1 0	r
1	0 1 1 0 - 1 1 0 0	l
1	0 1 1 0 - 0 1 0 0	d

Управление в 4-битном режиме

Главное преимущество 4-битного режима в том, что требуется меньше линий данных. В этом режиме линии с D3 по D0 замкнуты на землю, а данные/команды передаются 4-битными полубайтами.

RS	D7 … D0	Описание
0	0 0 1 0 - 0 0 0 0	Установить 4 битный режим (заметьте: занимает 1 полубайт)
0	0 0 1 0 - 0 0 0 0	Функция set, 8 бит
0	1 0 0 0 - 0 0 0 0	2-й полубайт

0	0 0 0 0 - 0 0 0 0	Дисплей Включен, Курсор включен, Курсор мигает
0	1 1 1 1 - 0 0 0 0	2-й полубайт

0	0 0 0 0 - 0 0 0 0	Режим ввода, Приращение адреса курсора, Текст не сдвигать
0	0 1 1 0 - 0 0 0 0	2-й полубайт

1	0 1 0 0 - 0 0 0 0	H
1	1 0 0 0 - 0 0 0 0	2-й полубайт

1	0 1 1 0 - 0 0 0 0	e
1	0 1 0 1 - 0 0 0 0	2-й полубайт

1	0 1 1 0 - 0 0 0 0	l
1	1 1 0 0 - 0 0 0 0	2-й полубайт

1	0 1 1 0 - 0 0 0 0	l
1	1 1 0 0 - 0 0 0 0	2-й полубайт

1	0 1 1 0 - 0 0 0 0	o
1	1 1 1 1 - 0 0 0 0	2-й полубайт

1	0 0 1 0 - 0 0 0 0	пробел
1	0 0 0 0 - 0 0 0 0	2-й полубайт

1	0 1 0 1 - 0 0 0 0	w
1	0 1 1 1 - 0 0 0 0	2-й полубайт

1	0 1 1 0 - 0 0 0 0	o
1	1 1 1 1 - 0 0 0 0	2-й полубайт

1	0 1 1 1 - 0 0 0 0	r
1	0 0 1 0 - 0 0 0 0	2-й полубайт

1	0 1 1 0 - 0 0 0 0	l
1	1 1 0 0 - 0 0 0 0	2-й полубайт

1	0 1 1 0 - 0 0 0 0	d
1	0 1 0 0 - 0 0 0 0	2-й полубайт

Это очень легко!

В следующей части мы обсудим как связать модуль с микроконтроллером и сделаем за вас всю тяжелую работу.

Оклнчание читайте здесь

protostack.com