В данной статье я приведу пример одного из вариантов программы инициализации жидкокристаллического алфавитно-цифрового индикатора на платформе контроллера HD44780 или KS0066 для начинающих программистов на языке ассемблер применительно к микроконтроллерам PIC16.
Данная программа является частью программы для измерителя температуры и влажности, описанного в статье « ». Для удобства работы со статьей и исходным файлом программы лучше сперва-наперво сразу скачать проект, распечатать исходный файл и положить его перед собой. При написании программы инициализации ЖКИ дисплея, записи команд и вывода символов на индикатор, лучше пользоваться созданными для этой цели макросами. Смотрим скрин.
После директив замены текста идут макросы – маленькие программки, к которым можно обращаться из основной программы сколько угодно и когда угодно. Первый макрос — impuls_E, обеспечивает на линии Е, линии стробирования и синхронизации, получение стробирующего импульса. Строка 14 – устанавливает на линии логическую единицу, через две псевдокоманды NOP, строка17 – устанавливает логический ноль. Таким образом мы получаем на линии Е положительный импульс длительностью 2 мксек при частоте кварцевого генератора 4 мГц. Следующий макрос Load_Znak, Позволяет нам загрузить код символа в регистр DR, для вывода его на индикатор. Можно заметить, что в этом макросе есть обращение к другому макросу, написанному ниже. Рассмотрим макрос send_LCD. Строка 26 – читаем содержимое регистра Write_data, т.е. код символа, который должен в нем находиться. Строка – 27, меняем местами старший и младший полубайты регистра. Строка – 28, выделяем старший полубайт кода символа, который уже находится в младшем полубайте и выдаем эти данные в порт В. Дело в том, что запись данных при 4-х разрядном режиме работы контроллера индикатора, происходит последовательно, сперва старший полубайт регистра, потом младший – строка 31… 33. После передачи полубайт, обязательно должен быть сформирован стробирующий импульс. Что мы и видим, строка 30 и 34. Для того, что бы контроллер дисплея успел обработать информацию, в макрос введена временная задержка, равная 200 микросекунд. После созданных нами макросов идет стандартная процедура инициализации микроконтроллера. В статье « » я рассказал об основных свойствах LCD дисплеев и коснулся темы создания своих символов. Как я уже говорил, в моих индикаторах нет символа градуса. Вот его и загрузим в знакогенератор индикатора. Для этого напишем небольшую подпрограмму, которая должна находится за процедурой инициализации микроконтроллера и впереди основной программы.Начинается подпрограмма с 69 строки, где мы заносим код адреса в области CGRAM, 40h — под этим адресом будет храниться первый пользовательский адрес. Смотрим скриншот 2.
Так как каждый символ занимает восемь регистров памяти, то следующий созданный нами символ будет начинаться с адреса 40h + 08h = 48h. Следующий – 48h + 08h = 50h. Не забудьте, что сложение происходит в шестнадцатеричной системе счисления. И так, строки 69 и 70 – загрузка начального адреса символа. Далее идет поочередная запись восьми байт кода символа. Код символа градуса мы возьмем из программы LCDCC.
Придется немного повторить то, что было в статье «Жидкокристаллические алфавитно-цифровые индикаторы». Смотрим скриншот этой программы. Нажатием на ячейки матрицы, мы рисуем нужный символ, в данном случае это символьный значок градуса. Внизу нам программа сразу пишет коды выбранных точек матрицы. Теперь нам необходимо эти коды записать в контроллер индикатора. Что мы и сделали. Теперь мы дошли до инициализации самого индикатора. Смотрим скриншот 3.
Перед инициализацией для примера запишем данные в регистры вывода значений на индикатор. Введем, например, значение температуры 21,7 градусов. Потом мы создадим проект в протеусе и посмотрим, что у нас получилось. И так. Скриншот 3, строки 88… 93 – запись чисел в регистры. Инициализация начинается с метки InitLCD, как и положено ждем не менее 15 ms. После паузы, строки 98… 100, записываем в регистр Reg_3 число три – это будет количество раз передачи команды 30h = b’0011 0000’ (30h). И три записываем в регистр порта В, для последующей записи в контроллер индикатора, это число три находится в старшем полубайте команды. Формируем стробирующий импульс, строка 102, выдерживаем паузу 5 ms. Возвращаемся на метку Setloop. Посылаем команду пока не обнулится регистр Reg_3, т.е. три раза. После передачи этой команды, контроллер индикатора будет готов к работе, но в 8-ми разрядном режиме. Теперь переведем его в 4-х разрядный режим. Для этого перешлем команду 20h. Имейте в виду, что команды записываются в контроллер индикатора в 4-х разрядном режиме. Значит так, имеем команду 20h или 0010 0000. Так как в 4-х разрядном режиме команды передаются в два этапа, сперва данные старшего полубайта регистра, то мы заносим двойку в регистр порта В и записываем в контроллер индикатора, а так как младший полубайт пустой, то мы ничего и не передаем.
После записи 2 в порт В, стробируем линию Е и делаем паузу в 200 us. Теперь индикатор будет работать в 4-х разрядном режиме. Следующая команда, это команда установки режима работы – две строки, шрифт — 5×7. Код команды 28h. Далее идет команда 0С на включение индикатора. Ну, а дальше, я думаю, разберетесь. Да, еще немного. В протеусе, созданный нами символ значка градуса выводится не корректно, выводит две точки, хотя в реальности все работает нормально. Смотрим фото. Успехов.
Некоторое время лежал без дела вот такой дисплей.
И вот появилось желание прикрутить его к одному из проектов, можно, конечно, постараться найти библиотеку с готовыми функциями, но в таком случае картина, о том как работает дисплей, будет неполная, а нас это не устраивает. Один раз, разобравшись с принципом работы LCD дисплея, не составит большого труда написать свою библиотеку под нужный дисплей, если она отсутствуют или чем-то не устраивает.
Итак, начнём.
Первое что надо сделать - это найти распиновку, то есть какой контакт за что отвечает, второе - найти название контроллера, который управляет дисплеем, для этого скачиваем даташит на данный LCD и открываем его на первой странице.
Контакты считаются слева направо, первый отмечен красной стрелочкой. Напряжение питание равно 5 вольтам, управляющий контроллер S6A0069 или аналогичный, например, ks0066U .
Для чего мы искали название управляющего контроллера? Дело в том, что в даташите на дисплей есть временные задержки(timing diagram), описана система команд, но нет банальной инициализации, а без неё никуда.
Далее, открываем вторую страницу и видим таблицу, в которой написано какой контакт за, что отвечает.
DB7…DB0 – шина данных/адреса.
R/W - определяет что будем делать, считывать(R/W=1) или записывать(R/W=0)
R/S – определяет, что будем слать команду(RS=0) или данные(RS=1)
E – стробирующий вход, изменяя сигнал на этом входе мы разрешаем дисплею считывать/записывать данные.
LED± – управление подсветкой.
Надо сказать, что на доставшемся мне дисплее подсветка просто так не включится, для этого надо впаять резистор, обозначенный на плате как R7. Но пока она нам и не нужна.
Скачиваем даташит на управляющий контроллер и находим инструкцию по инициализации. Картинки можно увеличить, кликнув по ним.
Оказывается, таких инструкций целых две, для 8-битного и 4-битного режима. Что ж это за режимы такие? Данные режимы определяют по скольки проводкам будут передаваться данные: по четырём, либо по восьми. Давайте рассмотрим передачу по 4 проводам , в таком случае дисплей будет работать медленнее, но зато мы сэкономим 4 вывода микроконтроллера, да и реализация восьмибитного режима не намного отличается.
Схема подключения информационных выглядит следующим образом.
Контрастность можно регулировать включив потенциометр между выводами питания.
Хотелось бы обратить внимание, что во время инициализации R/S и R/W всегда равны нулю, то есть мы будем слать команды .
При инициализации можно настроить:
- N - количество отображаемых строк
- C - включить или выключить курсор
- B - сделать курсор мигающим
- I/D - увеличивать или уменьшать значение счётчика адреса
- SH - двигать окошко дисплея
На картинке ниже показано по какому адресу надо писать данные чтобы они отобразились в определённой позиции, например, если мы хотим вывести символ на первой позиции второй строки , то мы должны писать по адресу 0х40.
После этого значение счётчика автоматически изменится, либо увеличится, либо уменьшится, а вместе с ним изменится и положение курсора.
Кстати, память в которую мы пишем, называется DDRAM
, все что мы запишем в эту память выведется на дисплей, ещё есть CGROM
, в которой хранится таблица знакогенератора.
Эту таблицу нельзя изменить, но из неё можно брать уже готовые символы. Ещё один вид памяти это CGRAM , она то же представляет собой таблицу знакогенератора, но символы в этой таблице мы рисуем сами.
Теперь пару слов о движении экрана, дело в том что обычно на дисплее мы видим не всю DDRAM, а лишь определённую часть, как показано на картинке ниже.
В невидимую часть мы также можем писать, но то что мы запишем видно не будет, до тех пор, пока мы не подвинем на это место окошко экрана.
С теорией закончили переходим к практике.
Картина общения с LCD дисплеем в 4-битном режиме выглядит следующим образом.
Данные шлются байтами, но так, как у нас 4-битный режим, то для того чтобы отправить байт надо сделать 2 посылки, старшим битом вперёд. На картинке первая посылка обозначена D7(старшая тетрада), вторая D3(младшая тетрада). Перед следующей посылкой мы должны проверить флаг занятости и если он не установлен снова можно слать, если установлен ждём, пока контроллер, управляющий LCD закончит свои дела.
Имея общую картину посылки, давайте разберемся как реализовать операцию отправки.
Для отправки надо по 8-битной шине:
- R/W установить в 0
- выдаём код команды/данные в шину
- задержка 2us
- опускаем строб Е
Операция чтения реализуется аналогично:
- убедиться, что управляющий контроллер свободен
- R/W установить в 1
- поднимаем строб E(в этот момент LCD выдаст данные в шину)
- задержка 2us
- читаем то что выдал LCD
- опускаем строб Е
Выше таймингов есть таблица в которой написано чему равны задержки изображённые на графике, так вот длительность стробирующего импульса - tw должна быть равна 230nS или 450nS в зависимости от напряжения питания, мы взяли чуть с запасом. Почему мы учли только эту задержку? Потому что значение остальных задержек очень мало.
Для отправки по 4-битной шине:
- убедиться, что управляющий контроллер свободен
- установить RS в 0(команда) или 1(данные), в зависимости оттого что будем слать
- R/W установить в 0
- поднимаем строб E(устанавливаем в 1)
- выдаём старшую тетраду в шину
- задержка 2us
- опускаем строб Е
- задержка 1us
- поднимаем строб E(устанавливаем в 1)
- выдаём младшую тетраду в шину
- задержка 2us
- опускаем строб Е
Для чтения по 4-битной шине:
- убедиться, что управляющий контроллер свободен
- порт данных на вход с подтяжкой
- установить RS в 0(команда) или 1(данные), в зависимости оттого что будем читать
- R/W установить в 1
- поднимаем строб E(устанавливаем в 1)
- задержка 2us
- читаем старшую тетраду
- опускаем строб Е
- задержка 1us
- поднимаем строб E(устанавливаем в 1)
- задержка 2us
- читаем младшую тетраду
- опускаем строб Е
Поднятие строба и вывод команды/данных в шину, можно поменять местами. Теперь не составит труда инициализировать дисплей. Для упрощения инициализации, мы заменим чтение флага занятости задержкой, а работу с флагом рассмотрим позже.
Надо отметить, что при инициализации в 4-битном режиме используются 4-битные команды, а после инициализации 8-битная система команд, поэтому для инициализации мы реализуем отдельную функцию отправки команд void Write_Init_Command(uint8_t data)
.
//Код инициализации для Atmega16
#define F_CPU 8000000UL
#define LCD_PORT PORTA
#define LCD_DDR DDRA
#define LCD_PIN PINA
#define DATA_BUS 0XF0
#define RS 0
#define RW 1
#define E 2
#include
Для работы с символьными графическими дисплеями предлагаем воспользоваться библиотекой LiquidCrystal которая входит в стандартный набор Arduino IDE и предназначена для работы по 8-битному (4-битному) параллельному интерфейсу. Если Ваш дисплей подключается к Arduino по шине I2, то Вам нужно установить библиотеку LiquidCrystal_I2C (большинство функций которой повторяют функции первой библиотеки).
Поддерживаемые дисплеи:
Дисплей | Подключение и инициализация |
---|---|
LCD1602 - символьный дисплей (16x02 символов), |
#include [ , 8 , 9 , 10 , 11 ]); void setup(){ lcd.begin(16 , 2); } // Пояснение:
|
с интерфейсом I2C (синий) |
#include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x27 или 0x3F , 16 , 2); void setup(){ lcd.init(); } // Пояснение: |
LCD1602 I2C - символьный дисплей (16x02 символов), с интерфейсом I2C (зелёный) |
#include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x27 или 0x3F , 16 , 2); void setup(){ lcd.init(); } // Пояснение: |
LCD2004 - символьный дисплей (20x04 символов), с параллельным интерфейсом (синий) |
#include LiquidCrystal lcd(2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 [ , 8 , 9 , 10 , 11 ]); void setup(){ lcd.begin(20 , 4); } // Пояснение: // Если используется 8 проводов шины данных, то указываем их все |
LCD2004 I2C - символьный дисплей (20x04 символов), с интерфейсом I2C (синий) |
#include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x27 или 0x3F , 20 , 4); void setup(){ lcd.init(); } // Пояснение: |
#1 Пример
Выводим надпись на дисплей LCD1602 подключённый по шине I2C. Для работы с дисплеем LCD2004 нужно изменить 3 строку на LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4);
#include
#2 Пример
Выводим надпись на дисплей LCD1602 подключённый по 4-битной параллельной шине. Для работы с дисплеем LCD2004 нужно изменить 5 строку на lcd.begin(20, 4);
#include
#3 Пример
Выводим надпись «Русский язык» на дисплей LCD1602 подключённый по шине I2C:
#include
Функции, общие для библиотек LiquidCrystal и LiquidCrystal_I2C:
- begin(cols,rows,); – Инициализация дисплея с указанием количества столбцов, строк и размера символа.
- clear(); – Очистка дисплея с установкой курсора в положение 0,0 (Занимает много времени!).
- home(); – Установка курсора в положение 0,0 (Занимает много времени!).
- display(); – Быстрое включение дисплея (без изменения данных в ОЗУ).
- noDisplay(); – Быстрое выключение дисплея (без изменения данных в ОЗУ).
- blink(); – Включение мигающего курсора (с частотой около 1 Гц).
- noBlink(); – Выключение мигающего курсора.
- cursor(); – Включение подчеркивания курсора.
- noCursor(); – Выключение подчеркивания курсора.
- scrollDisplayLeft(); – Прокрутка дисплея влево. Сдвиг координат дисплея на один столбец влево (без изменения ОЗУ).
- scrollDisplayRight(); – Прокрутка дисплея вправо. Сдвиг координат дисплея на один столбец вправо (без изменения ОЗУ).
- leftToRight(); – Указывает в дальнейшем сдвигать положение курсора, после вывода очередного символа, на один столбец вправо.
- rightToLeft(); – Указывает в дальнейшем сдвигать положение курсора, после вывода очередного символа, на один столбец влево.
- noAutoscroll(); – Указывает в дальнейшем выравнивать текст по левому краю от позиции курсора (как обычно).
- autoscroll(); – Указывает в дальнейшем выравнивать текст по правому краю от позиции курсора.
- createChar(num,array); – Запись пользовательского символа в CGRAM дисплея под указанным номером.
- setCursor(col,row); – Установка курсора в позицию указанную номером колонки и строки.
- print(text); – Вывод текста, символов или цифр на экран дисплея. Синтаксис схож с одноимённой функцией класса Serial.
Функции, реализованные только в библиотеке LiquidCrystal_I2C:
- init(); – Инициализация дисплея. Должна быть первой командой библиотеки LiquidCrystal_I2C после создания объекта. На самом деле данная функция есть и в библиотеке LiquidCrystal, но в той библиотеке она вызывается автоматически (по умолчанию) при создании объекта.
- backlight(); – Включение подсветки дисплея.
- noBacklight(); – Выключение подсветки дисплея.
- setBacklight(flag); – Управление подсветкой (true - включить / false - выключить), используется вместо функций noBacklight и backlight.
Подключение:
// Для шины I2C:
|
Параметр:
|
// Для параллельной шины из 4 проводов:
#include LiquidCrystal lcd( RS , E , D4 , D5 , D6 , D7 ); void setup(){ lcd.begin( col , row ); } |
Параметр:
|
// Для параллельной шины из 8 проводов:
#include LiquidCrystal lcd( RS , E , D0 , D1 , D2 , D3 , D4 , D5 , D6 , D7 ); void setup(){ lcd.begin( col , row ); } |
|
begin(col ,
row ,
);
Инициализация дисплея с указанием размеров экрана и символов. |
Параметр:
|
Функции управления дисплеем:
display();
Включает дисплей после того как он был выключен функцией noDisplay. |
Примечание: Функция выполняется быстро и без изменений в ОЗУ дисплея. |
noDisplay();
Выключает дисплей. Данные на дисплее не будут отображаться до вызова функции display, но и не сотрутся из памяти ОЗУ, а после вызова функции display, опять будут отображаться. |
Примечание: Функция выполняется быстро и без изменений в ОЗУ дисплея. |
scrollDisplayLeft();
Сдвигает координаты дисплея на один столбец влево. |
|
scrollDisplayRight();
Сдвигает координаты дисплея на один столбец вправо. Постоянный вызов данной функции создаст эффект бегущей строки. Координаты сдвигаются как для имеющейся на дисплее информации, так и для той, которая будет выведена после. |
Примечание: Функция выполняется без изменений ОЗУ дисплея. Если вызвать функцию 40 раз подряд, то координата вернётся в изначальную точку |
clear();
Очистка дисплея с установкой курсора в положение 0,0. Информация имеющаяся на дисплее безвозвратно сотрётся. |
Примечание: Занимает много времени. |
backlight();
Включение подсветки дисплея. |
|
noBacklight();
Выключение подсветки дисплея. |
Примечание: Функция реализована только в библиотеке LiquidCrystal_I2C. |
setBacklight(flag );
Управление подсветкой (вместо функций noBacklight и backlight). |
Параметр:
|
Функции управления курсором:
setCursor(col ,
row );
Установка курсора в указанную позицию. |
Параметр:
|
home();
Установка курсора в позицию 0,0. Работает как функция setCursor(0,0); |
Примечание: Занимает много времени. |
blink();
Включение мигающего курсора. |
Примечание: Курсор занимает всё поле символа и мигает с частотой около 1 Гц, в той позиции где он был установлен ранее. |
noBlink();
Выключение мигающего курсора. |
Примечание: Курсор становится невидим, но его позиция сохраняется. |
cursor();
Включение подчеркивания курсора. |
Примечание: Курсор принимает вид символа подчёркивания и находится в той позиции, где он был установлен ранее. |
noCursor();
Выключение подчеркивания курсора. |
Примечание: Курсор становится невидим, но его позиция сохраняется. |
Функции указывающие направление и выравнивание:
leftToRight();
Указывает, что после каждого нового символа, положение курсора должно сдвигаться на один столбец вправо. |
Примечание: Если вывести текст "abc" на дисплее отобразится "abc" и текст будет находиться правее от изначального положения курсора. (Как обычно) |
rightToLeft();
Указывает, что после каждого нового символа, положение курсора должно сдвигаться на один столбец влево. |
Примечание: Если вывести текст "abc" на дисплее отобразится "cba" и текст будет находиться левее от изначального положения курсора. (Письменность справа налево) |
noAutoscroll();
Указывает, что в дальнейшем, текст нужно выравнивать по левому краю от изначальной позиции курсора. |
Примечание: если установить курсор в позицию 10,0 и вывести текст, то в данной позиции будет находиться первый символ выведенного текста. (Как обычно) |
autoscroll();
Указывает, что в дальнейшем, текст нужно выравнивать по правому краю от изначальной позиции курсора. |
Примечание: если установить курсор в позицию 10,0 и вывести текст, то в данной позиции будет находиться курсор. (Координаты дисплея будут сдвинуты влево, как будто Вы вызвали функцию scrollDisplayLeft столько раз, сколько букв в выведенном тексте) |
Функции ввода текста и символов:
createChar(num,array);
Запись пользовательского символа в CGRAM дисплея под указанным номером. Если Вы хотите вывести текст (функцией print) в котором должен находиться установленный Вами символ, укажите слэш и номер под которым был записан этот символ: print("C\1MBO\2"). |
Параметр:
|
print(text);
Вывод текста, символов или цифр на экран дисплея. |
Параметр:
|
Так случилось, что прикупил я тут себе поприколу LCD дисплейчик две строки по восемь символов. Валялся он в ящике валялся, да чегото поперло меня и решил я его заюзать, попутно вкурив в его работу. О том как подключить к AVR LCD дисплей я вам сейчас и поведаю.
Для начала оговорюсь сразу, что речь тут пойдет о LCD индикаторах на контроллере HD44780, который стал промышленным стандартом де-факто на рынке цифро-буквенных дисплеев. Продается везде где только можно, стоит недорого (8х2 мне обошелся порядка 150 рублей), а также под него написана куча кода. Я же, как обычно, решил изобрести велосипед и сварганить свою собственную тру-библиотеку для работы с этим типом индикаторов. Разумеется на ассемблере, а на чем же еще? ;)
Подключение.
LCD
на базе HD44780
подключается к AVR
микроконтроллеру напрямую к портам. Есть два способа подключения — на 8 бит и на 4 бита. В восьмибитном режиме немножко проще закидывать байты — не нужно сдвигать байт, зато в четырех битном резко нужно тратить на целых четыре ножки контроллера меньше. Есть еще одна особенность работы в 8-битном режиме — к некоторым контроллерам можно подрубить этот дисплей как внешнее ОЗУ
и засылать данные простыми командами пересылки. Лично я подключил его в режиме полного порта у меня один фиг выводы уже девать некуда было, так что не жалко.
- Выводы DB7…DB0 это шина данных/адреса.
- E — стробирующий вход. Дрыгом напряжения на этой линии мы даем понять дисплею что нужно забирать/отдавать данные с/на шину данных.
- RW — определяет в каком направлении у нас движутся данные. Если 1 — то на чтение из дисплея, если 0 то на запись в дисплей.
- RS — определяет что у нас передается, команда (RS=0) или данные (RS=1). Данные будут записаны в память по текущему адресу, а команда исполнена контроллером.
Со стороны питания все еще проще:
- GND — минус, он же общий.
- Vcc — плюс питания, обычно 5V
- V0 — вход контрастности. Сюда нужно подавать напряжение от нуля до напряжения питания, тем самым задается контрастность изображения. Можно поставить переменный резистор, включенный потенциометром и крутить в свое удовольствие. Главное поймать значение максимального контраста, но чтобы не было видно знакомест (серый ореол из квадратов вокруг символа). Если же выставить слишком малый контраст, то символы будут переключаться лениво и задумчиво. Примерно как в калькуляторе у которого сели батарейки.
- А — это вход Анода светодиодной подсветки. Короче плюс.
- К — соответственно Катод, он же минус. Подсветка хавает примерно 100мА и поэтому нужно выставить туда токоограничительный резистор на 100 Ом. Кстати, многие ЖК дисплеи имеют на плате пятачки для припайки резисторов. Если прозвонить, то можно убедиться в том, что эти линии ведут на входы питания LCD, поэтому, впаяв резисторы, можно не заморачиваться на запитку подстветки, она будет подключена к питанию контроллера.
Контроллер имеет свой блок управления, который обрабатывает команды и память. Она делится на три вида:
DDRAM — память дисплея. Все что запишется в DDRAM будет выведено на экран. То есть, например, записали мы туда код 0x31 — на экране выскочит символ «1» т.к. 0х31 это ASCII код цифры 1. Но есть тут одна особенность — DDRAM память гораздо больше чем видимая область экрана. Как правило, DDRAM содержит 80 ячеек — 40 в первой строке и 40 во второй, а на дисплей может двигаться по этой линейке как окошко на логарифмической линейке, высвечивая видимую область. То есть, например, можно засунуть в DDRAM сразу пять пунктов меню, а потом просто гонять дисплей туда сюда, показывая по одному пункту. Для перемещения дисплея есть спец команда. Также есть понятие курсора — это место в которое будет записан следующий символ, т.е. текущее значение счетчика адреса. Курсор не обязательно может быть на экране, он может располагаться и за экраном или быть отключен вовсе.
CGROM — таблица символов. Когда мы записываем в ячейку DDRAM байт, то из таблицы берется символ и рисуется на экране. CGROM нельзя изменить, поэтому важно, чтобы она имела на борту русские буквы. Если, конечно, планируется русскоязычный интерфейс.
CGRAM — тоже таблица символов, но ее мы можем менять, создавая свои символы. Адресуется она линейно, то есть вначале идет 8 байт одного символа, построчно, снизу вверх — один бит равен одной точке на экране. Потом второй символ тем же макаром. Поскольку знакоместо у нас 5 на 8 точек, то старшие три бита роли не играют . Всего в CGRAM может быть 8 символов, соответственно CGRAM имеет 64 байта памяти. Эти программируемые символы имеют коды от 0х00 до 0х07. Так что, закинув, например, в первые 8 байт CGRAM (первый символ с кодом 00) какую нибудь фигню, и записав в DDRAM нуль (код первого символа в CGRAM ) мы увидим на экране нашу хрень.
Доступ к памяти.
Тут все просто. Мы командой выбираем в какую именно память и начиная с какого адреса будем писать. А потом просто шлем байты. Если указано, что записываем в DDRAM то на экран (или в скрытую область) полезут символы, если в CGRAM то байты полезут уже в память знакогенератора. Главное потом не забыть переключится обратно на область DDRAM
Система команд.
Система команд проста как мычание. О том, что передается команда контроллеру дисплея сообщит нога RS
=0. Сама команда состоит из старшего бита, определяющего за что отвечает данная команда и битов параметров, указывающих контроллеру HD44780 как дальше жить.
Таблица команд:
DB7 | DB6 | DB5 | DB4 | DB3 | DB2 | DB1 | DB0 | Значение |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | Очистка экрана. Счетчик адреса на 0 позицию DDRAM |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | — | Адресация на DDRAM сброс сдвигов, Счетчик адреса на 0 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | I/D | S | Настройка сдвига экрана и курсора |
0 | 0 | 0 | 0 | 1 | D | C | B | Настройка режима отображения |
0 | 0 | 0 | 1 | S/C | R/L | — | — | Сдвиг курсора или экрана, в зависимости от битов |
0 | 0 | 1 | DL | N | F | — | — | Выбор числа линий, ширины шины и размера символа |
0 | 1 | AG | AG | AG | AG | AG | AG | Переключить адресацию на SGRAM и задать адрес в SGRAM |
1 | AD | AD | AD | AD | AD | AD | AD | Переключить адресацию на DDRAM и задать адрес в DDRAM |
Теперь поясню что значат отдельные биты:
- I/D — инкремент или декремент счетчика адреса. По дефолту стоит 0 — Декремент. Т.е. каждый следующий байт будет записан в n-1 ячейку. Если поставить 1 — будет Инкремент.
- S — сдвиг экрана, если поставить 1 то с каждым новым символом будет сдвигаться окно экрана, пока не достигнет конца DDRAM, наверное удобно будет когда выводишь на экран здоровенную строку, на все 40 символов, чтобы не убегала за экран.
- D — включить дисплей. Если поставить туда 0 то изображение исчезнет, а мы в это время можем в видеопамяти творить всякие непотребства и они не будут мозолить глаза. А чтобы картинка появилась в эту позицию надо записать 1.
- С — включить курсор в виде прочерка. Все просто, записали сюда 1 — включился курсор.
- B — сделать курсор в виде мигающего черного квадрата.
- S/C сдвиг курсора или экрана. Если стоит 0, то сдвигается курсор. Если 1, то экран. По одному разу за команду
- R/L — определяет направление сдвига курсора и экрана. 0 — влево, 1 — вправо.
- D/L — бит определяющий ширину шины данных. 1-8 бит, 0-4 бита
- N — число строк. 0 — одна строка, 1 — две строки.
- F — размер символа 0 — 5х8 точек. 1 — 5х10 точек (встречается крайне редко)
- AG — адрес в памяти CGRAM
- АD — адрес в памяти DDRAM
Я сам долго тупил в эту табличку, пытаясь понять, что же от меня хотят. Видимо был невыспавшийся, но и вправду, она на первый взгляд не очевидна, поэтому подкреплю все примером.
Задача:
- Включить дисплей.
- Очистить содержимое.
- Сдвинуть курсор на одну позицию.
- И записать туда «1».
Первым делом Инициализация
дисплея без которой большая часть дисплеев на HD44780 просто откажется работать. Некоторые виды имеют дефолтные состояние (шина 8 бит, курсор в 0) и им только дисплей включить. Но все же ее лучше сделать, мало ли что там намудрил разработчик. Лишней не будет.
- 001 11000 Шина 8 бит, 2 строки
- 00000001 Очистка экрана
- 000001 10 Инкремент адреса. Экран не движется
- 00001 100 Включили дисплей (D=1)
- 00000001 Очистили дисплей. Указатель встал на DDRAM
- 0001 0100 Сдвинули курсор (S/C=0) вправо (R/L=1)
- 00110001 — это мы уже записали данные (ножка RS=1) код «1» 0х31
Задача: создать свой символ. С кодом 01 и вывести его на экран.
Считаем, что дисплей у нас уже инициализирован и готов к приему данных.
Решение:
- 01 001000 Выбираем в CGRAM адрес 0х08 — как раз начало второго символа (напомню, что на один символ уходит 8 байт)
- 00000001 Это пошли 8 байт данных. (RS=1 )
- 0000001 0 Рисуем значок молнии, ну или
- 000001 00 ССовскую Зиг руну, кому как
- 00001 000 больше нравится.
- 00011111 Старшие три бита не действуют
- 0000001 0 Туда можно писать что угодно, на
- 000001 00 результат влиять не будет.
- 00001 000 Последний байт данных
- 1 0000000 А это уже команда — переключение адреса на DDRAM и указатель на адрес 0000000 — первый символ в первой строке.
- 00000001 И снова данные (RS=1 ), код 01 — именно в него мы засунули нашу молнию.
Так, с логикой разобрались, пора вкуривать в физику протокола общения. Код я приведу несколько позже, когда вылижу свою библиотеку и заоптимизирую до состояния идеала. Пока же дам алгоритм, а его уж на любом языке программирования реализовать можно. Хоть на ассемблере, хоть на Сях, да хоть на Васике:)
Алгоритм чтения/записи в LCD контроллер HD44780
Направление, а также команда/данные определяются ножками, а чтение и запись осуществляется по переходу строба (вывод Е) из 1 в 0
Инициализация портов
- RS, RW, E — в режим выхода.
- DB7..DB0 в режим входа. Впрочем, можно их не трогать, дальше переопределим.
- RS=0 (команда)
- RW=1 (чтение)
- E=1 (Готовьсь!!!)
- Пауза (14 тактов процессора на 8МГЦ хватало)
- Е=0 (Пли!)
- Читаем из порта. Если бит 7 (Busy flag) установлен, то повторяем все заново, пока не сбросится.
- Ожидание готовности
- RS=0 (команда)
- RW=0 (запись)
- Е=1 (Готовьсь!!!)
- Порт на выход
- Вывести в порт код команды
- Пауза
- Е=0 (Пли!)
- Орудие на плечо Порт на вход, на всякий случай.
- Ожидание готовности
- RS=1 (Данные)
- RW=0 (запись)
- Е=1 (Готовьсь!!!)
- Порт на выход
- Вывести в порт код команды
- Пауза
- Е=0 (Пли!)
- Порт на вход, на всякий случай.
- Ожидание готовности
- Порт данных на вход с подтяжкой (DDR=0, PORT=1)
- RS=0 (команда)
- RW=1 (чтение)
- Пауза
- Считываем данные с порта
- E=0 (Ать!)
- Ожидание готовности
- Порт данных на вход с подтяжкой (DDR=0, PORT=1)
- RS=1 (Данные)
- RW=1 (чтение)
- Е = 1 (Готовьсь! В этот момент данные из LCD вылазят на шину)
- Пауза
- Считываем данные с порта
- E=0 (Ать!)
С четырех разрядной шиной все точно также, только там каждая операция чтения/записи делается за два дрыга строба.
Запись:
- Пауза
- Выставили в порт старшую тетраду
- Пауза
- Пауза
- Выставили в порт младшую тетраду
- Пауза
- Читаем из порта старшую тетраду
- Пауза
- Пауза
- Читаем из порта младшую тетраду
Ждите код:) Скоро будет:)
UPD: