Informatyka Studia Dzienne

Laboratorium Architektury Komputerów

Ćwiczenie 3 i 4

Obsługa wyświetlacza LCD i klawiatury matrycowej.

Przygotowanie:
Krzysztof Tokarz

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest poznanie:

- budowy i działania wyświetlacza alfanumerycznego LCD,
- obsługi wyświetlacza LCD zbudowanego w oparciu o sterownik HD44780,
- obsługi klawiatury matrycowej.

Ćwiczenie jest realizowane z wykorzystaniem Dydaktycznego Systemu

Mikroprocesorowego zbudowanego w oparciu o mikrokomputer jednoukładowy serii 8051.

2. Opis działania wybranych bloków układu.

2.1.Wyświetlacz LCD

Dydaktyczny System Mikroprocesorowy DSM-51 wyposazony jest w wyświetlacz

anfanumeryczny LCD, o organizacji 2 linii po 16 znaków. Sterownik wyświetlacza jest
kompatybilny z najpopularniejszym układem – HD44780. Sterownik posiada wewnętrzne rejestry
ustalające tryb pracy wyświetlacza oraz pamięć przechowującą wyświetlane na ekranie znaki. W
systemie DSM-51 rejestry sterujące wyświetlacza są dostępne w przestrzeni I/O w trybie zapisu pod
adresem 80h. Adres ten nazwano LCDWC. Dostęp do poszczególnych funkcji odbywa się poprzez
adresowanie w kodzie przesyłanego rozkazu zgodnie z poniższą tabelą.

Instrukcja Kod

Opis

Clear
Display

0

0

0

0

0

0

0

1

Wyzerowanie wyświetlacza i powrót
kursora

Cursor At
Home

0

0

0

0

0

0

1

Powrót kursora i ustawienie okna w
pozycji początkowej

Entry
Mode Set

0

0

0

0

0

1

I/D

S

Kierunek ruchu kursora I/D, przesuwanie
wyświetlacza S

Display
On/Off

0

0

0

0

1

D

C

B

Włączenie wyświetlacza D, kursora C,
migotania kursora B

Cursor
Disp. Shift

0

0

0

1

S/C R/L

Przesunięcie kursora i wyświetlacza

Function
Set

0

0

1

DL

N

F

Ustalenie długości słowa DL, liczby linii
N, czcionki F

CG RAM
Address

0

1

Adres

Ustalenie aktualnej wartości rejestru
adresowego pamięci generatora znaków

DD RAM
Address

1

Adres

Ustalenie aktualnej wartości rejestru
adresowego pamięci danych

Przy odczycie rejestru sterującego zwracany jest status sterownika. Rejestr ten jest dostępny w
trybie odczytu pod adresem 82h, lub pod nazwą LCDRC. Na słowo statusu składa się aktualny
adres aktywnej komórki pamięci oraz bit BUSY określający czy sterownik jest w trakcie
wykonywania zadanej operacji, czy jest gotowy do przyjęcia kolejnego rozkazu (danej).

Pamięć wyświetlacza jest dostępna do zapisu pod adresem 81h, a do odczytu pod adresem

83h. Adresy te nazwano odpowiednio: LCDWD oraz LCDRD. Zapis pod adres 81h powoduje
zapamiętanie danej w aktywnej komórce. Po odpowiednim zaprogramowaniu sterownika

spowoduje to wyświetlenie znaku w miejscu wyróżnionym przez kursor z jednoczesnym
przesunięciem kursora na następną pozycję.

Oprogramowanie systemu DSM-51 udostępnia gotowe procedury przeznaczone do

sterowania wyświetlaczem LCD. Zestawienie tych procedur przestawiono w poniższej tabeli.

Nazwa symboliczna

Adres

Działanie

WRITE_TEXT

8100h

Wypisanie tekstu

WRITE_DATA

8102h

Wypisanie znaku

WRITE_HEX

8104h

Wypisanie liczby hex

WRITE_INSTR

8106h

Wysłanie rozkazu

LCD_INIT

8108h

Inicjalizacja

LCD_OFF

810Ah

Wygaszenie

LCD_CLR

810Ch

Zerowanie

2.2. Klawiatura matrycowa

Klawiatura matrycowa pracuje w układzie dwóch wierszy o ośmiu kolumnach. W

pierwszym wierszu zgrupowane są klawisze 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Drugi wiersz zawiera klawisze 8,
9, blok kursora, esc, enter. Dostęp do klawiatury polega na dokonaniu odczytu słowa z adresu 21h
dla pierwszego, 22h dla drugiego wiersza. Wiersze są dostępne pod adresami nazwanymi CSKB0 i
CSKB1. Przyporządkowanie klawiszy do bitów przedstawiono w tabeli.

Bit

Klawisz (21h)

Klawisz (22h)

D0

0

8

D1

1

9

D2

2

lewo

D3

3

prawo

D4

4

góra

D5

5

dół

D6

6

esc

D7

7

enter

Oprogramowanie systemu DSM-51 udostępnia gotowe procedury przeznaczone do obsługi

klawiatury. Zestawienie tych procedur przestawiono w poniższej tabeli.

Nazwa symboliczna

Adres

Działanie

WAIT_ENTER

8114h

Wypisanie “PRESS ENTER” i oczekiwanie na wciśnięcie

WAIT_ENTER_NW

8116h

Oczekiwanie na ENTER

TEST_ENTER

8118h

Sprawdzenie klawisza ENTER

WAIT_ENT_ESC

811Ah

Oczekiwanie na ENTER lub ESC

WAIT_KEY

811Ch

Oczekiwanie na dowolny klawisz

GET_NUM

811Eh

Wczytanie liczby BCD (4 cyfry)

3. Przebieg ćwiczenia.

Na ćwiczeniu laboratoryjnym należy:

–

przeanalizować program wyświetlający na wybranych wyświetlaczach LED segmentów
odpowiadających wciśniętym klawiszom w klawiaturze matrycowej (lekcja 8, przykład 1),

–

przeanalizować program wyświetlający na wyświetlaczu LCD cyfry odpowiadającej wciśniętemu
klawiszowi, wykorzystujący gotowe procedury odczytu klawisza (lekcja 9, przykład 1),

–

przeanalizować program wyświetlający na wyświetlaczu LCD cyfry odpowiadającej wciśniętemu
klawiszowi z przekodowaniem numeru klawisza na cyfre (lekcja 8, przykład 2),

–

przeanalizować program animacji tekstu na wyświetlaczu LCD (lekcja 9, przykład 4),

–

napisać program wypisujący na ekranie cyfry odpowiadające naciskanym klawiszom i
włączający animację tego ciągu cyfr po naciśnięciu klawisza ENTER.