Choď na obsah Choď na menu
 

Znakové displeje - ako na to 3.

http://www.mikrozone.sk/pluginy/content/content.php?content.82

 

Základy ovládania LCD displejov kompatibilných s radičom HD44780

 

Dnes tu máme tretiu a zároveň poslednú časť o ovládaní znakových displejov, v ktorej si ukážeme, ako tieto displeje ovládať v 4 - bitovom móde pomocou mikrokontrolérov.


 

Čo budeme potrebovať?

Snáď nikoho neprekvapím a dokonca aj poteším, keď napíšem, že presne to isté ako sme potrebovali pri ovládaní displejov pomocou 8 - bitového módu vpredchádzajúcej časti tohto mini seriálu.

Príprava:

Predpokladám, že po predošlom "hraní sa" s 8 - bitovým módom displeja ste súčiastky nechali zapojené na kontaktnom poli ako ja a nevytrhali ste ich hneď von.
Ak áno, zmena hardvéru z 8 - bitového módu na 4 - bitový bude veľmi jednoduchá. Stačí odpojiť drôtiky pripojené na vývody DB0 až DB3 displeja od mikrokontroléru, pripojiť ich ku kladnému pólu napájacieho napätia a drôtiky pripojené na vývody DB4 až DB7 odpojiť od vrchnej štvorice pinov RB4 až RB7 a pripojiť ku spodnej štvorici pinov portu B, čiže RB0 - RB3. 
Ak nie, tak si to všetko zasa môžete postaviť späť podľa nasledujúcej schémy. 

Keď sme s prípravou hardvéru hotový, môžeme sa opäť vrhnúť na program, ktorý sa od programu pre 8 - bitový mód, rovnako ako schéma zapojenia nebude veľmi odlišovať.
 

Program pre mikrokontrolér:

Po hardvérovej stránke sa 8 - bitový a 4 - bitový mód odlišujú len počtom a prepojením dátových vodičov. 
Čo z toho vyplýva pre náš program? 
Vyplýva z toho veľmi dobrá správa a tou je, že nám stačí prepísať iba dve funkcie Lcd_write(), Lcd_init() a niektoré symbolické konštanty v hlavičkovom súbore (init_value, function_set). Ostatné funkcie zostávajú v pôvodnej forme ako pri 8 - bitovom móde. 

Začneme tým, že sa pozrieme do vývojového diagramu pre 4 - bitový mód. Vidíme, že v hlavičkovom súbore potrebujeme zmeniť hodnotu konštanty init_valuena 0x03. Ďalej hodnotu konštanty function_set na 0x28, pretože teraz pracujeme vo 4 - bitovom móde bit DL sa bude rovnať nule. Poslednou vecou, ktorú v hlavičkovom súbore zmeníme bude, že si zavedieme novú symbolickú konštantu s názvom set_direction a priradíme jej hodnotu 0xF0. Túto konštantu budeme potrebovať pri inicializácii dátového portu. Keďže teraz využívame len jeho 4 - spodné bity (piny), nastavíme ako výstupy iba tie a ostatné ponecháme ako vstupy.
 
  1. #ifndef _LCD_h_
  2. #define _LCD_h_
  3.  
  4. // define LCD interface
  5. #define LCD_DATA PORTB                  // DB0-DB7
  6. #define LCD_DATA_DIR TRISB
  7.  
  8. #define LCD_RS RA1                      // RS pin
  9. #define LCD_RS_DIR TRISA1
  10.  
  11. //#define LCD_RW xx                     //if R/W not connect to GND
  12. //#define LCD_RW_DIR xx
  13.  
  14. #define LCD_EN RA0                      // EN pin
  15. #define LCD_EN_DIR TRISA0
  16.  
  17. //#define LCD_BL xx                     //backlight on/off
  18. //#define LCD_BL_DIR xx
  19.  
  20. // define display settings
  21. #define function_set 0x28       /* 0 0 1 DL N F 0 0 */
  22.                                 // Function set
  23.                                 // bit2 set 0 - dot format 5x8
  24.                                 //          1 - dot format 5x11
  25.                                 // bit3 set 0 - 1 line mode
  26.                                 //          1 - 2 line mode
  27.                                 // bit4 set 0 - 4 bit mode
  28.                                 //          1 - 8 bit mode
  29.  
  30. //#define cur_disp_shift 0x??   /* 0 0 0 1 S/C R/L 0 0 */
  31.                                // Cursor or display shift
  32.                                // bit2 set 0 - shift left
  33.                                //          1 - shift right
  34.                                // bit3 set 0 - cursor shift
  35.                                //          1 - display shift
  36.  
  37. #define display_control 0x0C    /* 0 0 0 0 1 D C B */
  38.                                 // Display control
  39.                                 // bit0 set 0 - blink OFF
  40.                                 //          1 - blink ON
  41.                                 // bit1 set 0 - cursor OFF
  42.                                 //          1 - cursor ON
  43.                                 // bit2 set 0 - display OFF
  44.                                 //          1 - display ON
  45.  
  46. #define entry_mode_set 0x06     /* 0 0 0 0 0 1 I/D SH */
  47.                                 // Entry mode set
  48.                                 // bit0 set 0 - entire shift OFF
  49.                                 //          1 - entire shift ON
  50.                                 // bit1 set 0 - decrement mode
  51.                                 //          1 - increment mode
  52.  
  53. // define other constants
  54. #define output 0
  55. #define init_value 0x03
  56. #define set_direction 0xF0
  57.  
  58. // function prototypes
  59. void Lcd_strobe(void);
  60. void Lcd_write(unsigned char byte);
  61. void Lcd_putch(unsigned char ch);
  62. void Lcd_puts(const char *s);
  63. void Lcd_clear(void);
  64. void Lcd_ret_home(void);
  65. void Lcd_goto_pos(unsigned char row, unsigned char pos);
  66. void Lcd_init(void);
  67.  
  68. #endif
  69.  

A teraz ku zmenám v prvej spomínanej funkcii Lcd_write(). 
Oneskorovaciu funkciu ponecháme. Pri ďalších úpravách si musíme uvedomiť, že v tejto chvíli už využívame len spodné 4 piny portu a to RB0 až RB3, ktoré teraz zodpovedajú dátovým vodičom DB4 až DB7. 
Príkazový alebo dátový bajt musíme teraz poslať na dvakrát a to tak, že prvé pošleme horné 4 bity a potom spodné 4 bity. 
Pre budúcnosť je dôležité si uvedomiť, že táto funkcia je závislá na hardvérovej konfigurácii (my sme pripojili vodiče DB4 - DB7 k spodným štyrom pinom portu B, rovnako sme ich ale mohli zapojiť ku vrchným štyrom pinom tohto portu a potom by ale funkcia Lcd_write(), symbolické konštanty init_value a set_direction vyzerali trochu inak, ako to už nechám na vás).
 
  1. void Lcd_write(unsigned char byte)
  2. {
  3. DelayUs(43);
  4. LCD_DATA = ((byte>>4)&0x0F);
  5. Lcd_strobe();
  6. LCD_DATA = (byte&0x0F);
  7. Lcd_strobe();
  8. }

S funkciou Lcd_write() sme hotový a teraz si podáme funkciu pre inicializáciu displeja. 
Najprv inicializujeme dátový port a riadiace piny mikrokontroléra. 
Opäť nahliadneme do vývojového diagramu v nám z minulej časti známom datasheete rodiny BC1602A, teraz však do časti 12-5.5.2 4-bit interface. Vidíme z neho, že opäť musíme minimálne 15ms čakať a následne poslať na dátové vodiče 3 krát rovnakú kombináciu log. úrovní (0 0 1 1) s určitými oneskoreniami, ako to bolo pri 8 - bitovom móde, v ktorom sa displej momentálne ešte nachádza. 
Ďalšou kombináciou log. úrovní (0 0 1 0) privedených na dátové vodiče dáme radiču displeja pokyn aby sa "prepol" do 4 - bitového módu. Následne na to, pošleme radiču informácie o tom ako chceme nakonfigurovať displej (podobne ako pri 8 bitovom - móde) a tým je inicializácia skončená.
 
  1. void Lcd_init(void)
  2. {
  3. LCD_DATA_DIR = set_direction;
  4. LCD_RS = LCD_EN = 0;
  5. LCD_RS_DIR = LCD_EN_DIR = output;
  6.  
  7. DelayMs(15);
  8. LCD_DATA = init_value;
  9. Lcd_strobe();
  10. DelayMs(5);
  11. LCD_DATA = init_value;
  12. Lcd_strobe();
  13. DelayUs(200);
  14. LCD_DATA = init_value;
  15. Lcd_strobe();
  16. LCD_DATA = 0x02;
  17. Lcd_strobe();
  18. Lcd_write(function_set);
  19. Lcd_write(display_control);
  20. Lcd_clear();
  21. Lcd_write(entry_mode_set);
  22. }

Keďže ostatné funkcie sa zhodujú s funkciami používanými v 8 - bitovom móde, môžeme si smelo napísať nejaký ten hlavný program a vypísať si niečo na displeje. 
Aby sme sa neopakovali tak pre zmenu si na dvojriadkovom displeji vypíšeme text "Zdravi vas mikrozone.eu" a na štvorriadkovom text "Mikrozone.eu najcerstvejsie informacie z oblasti mcu". 
Ako už možno sami tušíte, keďže sme menili len funkcie Lcd_write() a Lcd_init(), v hlavnom programe veľa zmien nenastane. Jediné zmeny budú v textoch ktoré chceme vypísať na displeje.
 
  1. #include <pic.h>    //
  2. #include "delay.h"
  3. #include "lcd.h"
  4.  
  5. __CONFIG(UNPROTECT&PWRTEN&WDTDIS&XT);
  6.  
  7. const unsigned char *text1 = "Zdravi Vas";
  8. const unsigned char *text2 = "mikrozone.eu";
  9. const unsigned char *text3 = "Mikrozone.eu";
  10. const unsigned char *text4 = "najcerstvejsie";
  11. const unsigned char *text5 = "informacie z";
  12. const unsigned char *text6 = "oblasti mcu.";
  13.  
  14. void main(void)
  15. {
  16. Lcd_init();
  17.  
  18. // 2 line display
  19. Lcd_goto_pos(1, 3);
  20. Lcd_puts(text1);
  21. Lcd_goto_pos(2, 2);
  22. Lcd_puts(text2);
  23.  
  24. // 4 line display
  25. /*
  26. Lcd_goto_pos(1, 2);
  27. Lcd_puts(text3);
  28. Lcd_goto_pos(2, 1);
  29. Lcd_puts(text4);
  30. Lcd_goto_pos(3, 2);
  31. Lcd_puts(text5);
  32. Lcd_goto_pos(4, 2);
  33. Lcd_puts(text6);
  34. */
  35.  
  36. while(1);
  37. }

Firmvér mikrokontroléru bol opäť skompilovaný s pomocou HI-TECH C Compiler for PIC10/12/16 MCU's ver. 9.70 pod MPLAB IDE ver. 8.50. 
Kompletné zdrojové súbory ako aj .hex súbory vhodné priamo na nahratie do mikrokontroléru môžete nájsť v prílohách. Rovnako ako v predchádzajúcej časti ani teraz si neodpustím ukážky textov zobrazených na dvoj a štvorriadkovom displeji, ktoré nás sprevádzali dvomi tretinami tohto miniseriálu.
 
 

Týmto riadkom sa s vami mini seriál o znakových LCD displejoch lúči a ja vám želám, aby vás tie vaše displeje poslúchali minimálne tak ako mňa moje.

Použitá literatúra a zdroje:

[1] Datasheet displeja BC1602HYPNEH
[2] Datasheet rodiny displejov BC1602A
[3] Datasheet displeja MC1604B-SYR časť.1
[4] Datasheet displeja MC1604B-SYR časť.2
[5] Datasheet mikrokontroléra PIC16F84A
[6] MPLAB IDE
[7] HI-TECH C for the PIC10/12/16 MCU Family

 
príloha súbor stiahnuť prílohy