PodrÄ™czny poradnik elektronika p e Alfanumeryczne wyÅ›wietlacze LCD część I Inteligentne wyÅ›wietlacze alfanumeryczne LCD sÄ… elementem coraz częściej spotyka- nym w sprzÄ™cie powszechnego użytku: od urzÄ…dzeÅ„ gospodarstwa domowego, poprzez systemy alarmowe, na medycznym sprzÄ™cie profesjonalnym skoÅ„czywszy. Dla wielu elektroników amatorów, chcÄ…cych wykorzystać te efektowne elementy we wÅ‚asnych konstrukcjach sÄ… one czÄ™sto tylko marzeniem. W wielu przypadkach powodem takiego stanu rzeczy nie jest bynajmniej ich cena, lecz brak wiedzy o praktycznych sposobach na zmuszenie tego elementu do wyÅ›wietla- nia tego co akurat w danej chwili chcemy... W niniejszym artykule autor w przystÄ™pny sposób stara siÄ™ zapoznać Czytelników z tymi elemen- tami budzÄ…cymi czÄ™sto podziw i westchnienie niejednego poczÄ…tkujÄ…cego konstruktora. Chyba każdy z Was zgodzi siÄ™, że bez- wyÅ›wietlaczy LCD. Producenci przeÅ›ci- WyÅ›wietlacze LCD majÄ… też swoje powrotnie minęły czasy, kiedy to zdoby- gajÄ… siÄ™ w parametrach technicznych, wady. Zakres temperatur użytkowania cie popularnego ukÅ‚adu ICL7106 wraz oraz wersjach, wyposażajÄ…c wyÅ›wietla- jest znacznie węższy, niż w przypadku z niezbÄ™dnym 3,5-cyfrowym wyÅ›wietla- cze w dodatkowe elementy podwyższa- wyÅ›wietlaczy LED. Bez odpowiedniego czem LCD graniczyÅ‚o z cudem. Sam pa- jÄ…ce ich funkcjonalność: np. elektrolumi- podÅ›wietlenia, informacja na nich w zÅ‚ych miÄ™tam czasy, kiedy to postanowiÅ‚em sa- nescencyjne podÅ›wietlanie. warunkach oÅ›wietleniowych jest prak- modzielnie zbudować swój pierwszy Nie wpadajÄ…c jednak w zbytni zachwyt tycznie nieczytelna. Wreszcie, ze wzglÄ™- multimetr, po pierwsze dlatego że moja nad możliwoÅ›ciami współczesnej tech- du na dość kruchÄ… swojÄ… budowÄ™, wy- stara UM-ka znudziÅ‚a mi siÄ™, drugim po- nologii warto przypomnieć sobie kilka Å›wietlacze LCD sÄ… maÅ‚o odporne na wodem byÅ‚a ogromna chęć posiadania podstawowych, nadal obowiÄ…zujÄ…cych wstrzÄ…sy i ewentualne uszkodzenia spo- przyrzÄ…du, może nie o wysokich paramet- prawd: wodowane np. upadkiem z wysokoÅ›ci. rach technicznych, lecz o nowoczesnym po pierwsze: wyÅ›wietlacze LCD sÄ… naj- Nie umniejsza to jednak ich funkcjo- prawdziwie cyfrowym wyglÄ…dzie. bardziej ekonomicznymi, pod wzglÄ™- nalnoÅ›ci, bowiem w wielu zastosowa- Z Å‚ezkÄ… w oku wspominam te chwile, kie- dem zużycia energii, elementami niach sÄ… one czÄ™sto niezastÄ…pione. dy po zdobyciu na gieÅ‚dzie upragnionego wskaznikowymi, ma to szczególne od- wyÅ›wietlacza, zresztÄ… w wersji bez koÅ„- zwierciedlenie w przenoÅ›nych przyrzÄ…- Charakterystyka ogólna cówek lutowniczych, rozebraÅ‚em na dach zasilanych bateryjnie, gdzie sÄ… Od pewnego czasu coraz częściej spo- części pierwsze swój poczciwy kalkula- bezkonkurencyjne; tyka siÄ™ w handlu i na różnych wyprzeda- tor, aby pozyskać tzw. przewodzÄ…ce po drugie: czÄ™sto nie zajmujÄ… wiÄ™cej żach inteligentne wyÅ›wietlacze LCD po- gumki , niezbÄ™dne do prawidÅ‚owego miejsca niż tradycyjne wyÅ›wietlacze trafiÄ…ce oprócz pokazywania podstawo- podÅ‚Ä…czenia elementu do pÅ‚ytki drukowa- siedmiosegmentowe LED wych cyfr z zakresu 0...9, wyÅ›wietlać pe- nej. Jednak mój trud i dÅ‚ugie kazanie ro- po trzecie: koszt zakupu wielopozycyj- Å‚en zestaw liter alfabetu Å‚aciÅ„skiego, cyfr dziców (na temat zdezelowanego kalkula- nego wyÅ›wietlacza LCD jest kilkukrot- oraz dodatkowych znaków tak interpunk- tora) opÅ‚acaÅ‚o siÄ™, bowiem po kilku dni- nie niższy od takiego samego moduÅ‚u cyjnych jak i semigraficznych. W wiÄ™k- t ach mogÅ‚em wpatrywać siÄ™ godzinami w wersji LED, nie mówiÄ…c o wyÅ›wiet- szoÅ›ci sÄ… to tzw. wyÅ›wietlacze tekstowe, w pierwszy w moim domowym laborato- laczach zdolnych wyÅ›wietlać tekst. co odróżnia je od blizniaczych i podobnie g rium przyrzÄ…d z wymarzonym wyÅ›wietla- W przypadku tych ostatnich stosunek wyglÄ…dajÄ…cych, wyÅ›wietlaczy graficznych czem LCD. ceny do iloÅ›ci wyÅ›wietlanych znaków LCD. Te pierwsze charakteryzujÄ… siÄ™ tym To już historia, dziÅ› na rynku elektro- jest nieporównywalnie niższy od po- że ich pole odczytowe skÅ‚ada siÄ™ kilku- nicznym aż roi siÄ™ od różnorodnych, mo- dobnych konstrukcji opartych o matry- nastu do kilkudziesiÄ™ciu jednakowych nochromatycznych a nawet kolorowych ce LED. pól, zÅ‚ożonych z matryc punktów. Za po- 24 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/97 PodrÄ™czny poradnik elektronika p e mocÄ… każdej takiej matrycy (przeważnie: i oraz liczba znaków w 1 linii. 5 na 8 punktów) możliwe jest wyÅ›wietle- I tak jeżeli mówimy że wy- nie dowolnego znaku, jak pokazano na Å›wietlacz jest typu 2x16, 1 przykÅ‚adzie z rysunku 1. Poszczególne oznacza to że może on wy- matryce w wyÅ›wietlaczach tekstowych Å›wietlić maksymalnie 2 linie sÄ… oddzielone przerwÄ… tak miÄ™dzy sobÄ… tekstu po 16 znaków w każ- (w kolumnie) jak i w rzÄ™dzie, w przypadku dej. Na rynku spotykane sÄ… wyÅ›wietlaczy skÅ‚adajÄ…cych siÄ™ z kilku lini- także inne wersje, majÄ…ce od i. W praktyce w omawianych dalej w ar- 1 do 8-miu linii tekstu, w każ- tykule moduÅ‚ach matryca znaku skÅ‚ada dej z nich może być wypisa- siÄ™ z 5 x 7 pól, natomiast dolny , ósmy nych od 8-miu znaków aż do rzÄ…d piÄ™ciu punktów jest wykorzystywa- 40-tu, co w prawdziwych ny do wyÅ›wietlania generowanego auto- gigantach tej klasy daje matycznie znaku kursora. możliwość wyÅ›wietlenia sporej wielkoÅ›ci = 4 matryce po 35 punktów, każda mat- Tak wiÄ™c w informacji wyÅ›wietlonej na tekstu o 320 znakach. W praktyce jednak ryca ma 5 x 7 punktów), nie liczÄ…c elek- displeju tekstowym wszystkie litery sÄ… fi- spotykane sÄ… ograniczone wersje pozwa- trody wspólnej, to zbyt dużo jak na moż- zycznie oddzielone maÅ‚Ä… przerwÄ…, dziÄ™ki lajÄ…ce na wyÅ›wietlenie poÅ‚owy lub jednej liwoÅ›ci przeciÄ™tnego ukÅ‚adu elektronicz- której poszczególne znaki nie zlewajÄ… siÄ™ czwartej tej iloÅ›ci, co w wiÄ™kszoÅ›ci zasto- nego. Dlatego producenci inteligentnych ze sobÄ…, tworzÄ…c w ten sposób czytelny sowaÅ„ w zupeÅ‚noÅ›ci wystarcza. tekstowych wyÅ›wietlaczy LCD musieli tekst. Niestety przez tÄ… wÅ‚aÅ›ciwość nie InnÄ… cecha, która odróżnia poszczegól- uproÅ›cić sterowanie takim elementem, jest możliwe np. pÅ‚ynne (punkt po punk- ne modele wyÅ›wietlaczy tekstowych to tworzÄ…c nie tylko sam wyÅ›wietlacz LCD cie) przesuwanie napisu, jak to ma miejs- sposób sterowania nimi. Zanim jednak (pole odczytowe) ale caÅ‚y moduÅ‚ ce np. we wszystkim znanych reklamach o niej powiem chcÄ™ Ci coÅ› uÅ›wiadomić. sterujÄ…cy. W skÅ‚ad takiego moduÅ‚u wcho- typu pÅ‚ynÄ…ce napisy . Taka możliwość Jak pewnie wiesz drogi Czytelniku, dzi zazwyczaj także specjalizowany ukÅ‚ad istnieje w graficznych wyÅ›wietlaczach w przypadku prostych wyÅ›wietlaczy np. scalony nazywany kontrolerem sterujÄ…- LCD, ale to temat na zupeÅ‚nie inny arty- 7-segmentowych LCD każdy z segmen- cym wyÅ›wietlacza. UkÅ‚ad taki montowa- kuÅ‚. Jak siÄ™ okazuje w praktyce, na typo- tów danej cyfry jest sterowany, (czyli ga- ny jest fizycznie technologiÄ… montażu po- wych wyÅ›wietlaczach tekstowych możli- szony i zapalany) oddzielnie. Najczęściej wierzchniowego na cienkiej pÅ‚ytce dru- wa jest w miarÄ™ czytelna realizacja prze- taki sposób sterowania wymusza wypro- kowanej, która jednoczeÅ›nie stanowi suwania tekstów informacyjnych, może wadzenie poszczególnych segmentów podstawÄ™ , do której za pomocÄ… meta- w nieco mniej efektownej formie, lecz wszystkich cyfr na zewnÄ…trz, co zwiÄ™k- lowej klamry przymocowane jest szklane w czytelny, a zarazem efektowny spo- sza liczbÄ™ koÅ„cówek do np. 32 w przy- pole odczytowe. CzÄ™sto oprócz wspo- sób. W koÅ„cu nie tylko o bajery nam padku wyÅ›wietlacza 4 cyfry (4 x 7 seg- mnianego sterownika, na pÅ‚ytce znajdujÄ… przecież chodzi, lecz o czystÄ… funkcjonal- mentów = 28 + 4 kropki dziesiÄ™tne siÄ™ dodatkowe ukÅ‚ady, których zadaniem ność zastosowanego elementu. = 32). A teraz popatrz na wyÅ›wietlacz jest przechowywanie znaków wpisanych Istnieje wiele wersji tekstowych wy- tekstowy LCD, aby np. w taki sposób przez użytkownika. CaÅ‚ość stanowi bar- Å›wietlaczy LCD, głównÄ… cechÄ… odróżnia- wyÅ›wietlić 4 znaki, wyÅ›wietlacz musiaÅ‚- dzo zwartÄ… konstrukcjÄ™, jak widać na fo- jÄ…ca je od siebie jest liczba lini- by mieć aż ... 140 wyprowadzeÅ„! (140 tografii na poczÄ…tku artykuÅ‚u i co najcie- kawsze mimo dość dużej zÅ‚ożonoÅ›ci, po- biera zazwyczaj mniej niż 2 miliampery prÄ…du przy zasilaniu 5V!. OczywiÅ›cie caÅ‚y moduÅ‚ jest zmontowany fabrycznie, to- też nie trzeba przy nim dodatkowo dÅ‚ubać , a nabyć go można w sklepach ze specjalistycznymi artykuÅ‚ami elektro- nicznymi, firmach wysyÅ‚kowych (np. og- Å‚aszajÄ…cych siÄ™ w pismach AVT) lub na gieÅ‚dach elektronicznych, np. na war- szawskim Wolumenie. Tak wiÄ™c zastosowany w module tek- stowym LCD specjalizowany ukÅ‚ad scalo- ny jest jakby pomostem pomiÄ™dzy użytkownikiem a matrycÄ… punktów wy- Å›wietlacza. Redukuje on liczbÄ™ potrzeb- nych do sterowania koÅ„cówek, do kilku, zazwyczaj do 11-tu, wprowadzajÄ…c za to specjalny protokół (sposób) porozumie- wania siÄ™ caÅ‚ego moduÅ‚u wyÅ›wietlacza ze Å›wiatem zewnÄ™trznym. Za pomocÄ… tych kilku sygnałów możli- we jest nie tylko wypisywanie tekstów ale także wykonywanie najprzeróżniej- szych operacji np. czyszczenia wy- Å›wietlacza, przesuwania tekstu w lewo lub prawo, pokazywania kursora , Rys. 1. Pole odczytowe typowego wyÅ›wietlacza tekstowego i wersji graficznej LCD wreszcie definiowania wÅ‚asnych znaków ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/97 25 PodrÄ™czny poradnik elektronika p e użytkownika, co w przypadku naszego al- ków minus 16 znaków na HD44780 = 64 0...+5V, i drugi przypadek, kiedy to do fabetu ma szczególne znaczenie. : 16 = 4 ukÅ‚ady drajwerów). Przedstawio- prawidÅ‚owego wyÅ›wietlenia informacji I tu powraca temat drugiej cechy jaka ny przykÅ‚ad widoczny jest także na zdjÄ™- potrzebne jest ujemne napiÄ™cie polaruzy- odróżnia miÄ™dzy sobÄ… poszczególne wer- ciu, na którym widać odwrotnÄ… stronÄ™ jÄ…ce wejÅ›cie Vo zazwyczaj z zakresu - sje inteligentnych wyÅ›wietlaczy LCD, moduÅ‚u wyÅ›wietlacza, czyli pÅ‚ytkÄ™ druko- 5V...0V. Wtedy to niezbÄ™dne staje siÄ™ za- chodzi mianowicie o wspomniany spo- wanÄ… ze wspomnianymi ukÅ‚adami steru- stosowanie przetwornicy odwracajÄ…cej sób sterowania czyli protokół transmisji jÄ…cymi. polaryzacjÄ™ napiÄ™cia. OczywiÅ›cie istniejÄ… miÄ™dzy wyÅ›wietlaczem a Å›wiatem ze- moduÅ‚y nie wymagajÄ…ce wnÄ™trznym. ujemnego zasilania, jednak Istnieje bowiem na rynku wielu produ- przy zakupie czÄ™sto nie- centów takich modułów, a wÅ›ród nich kil- okreÅ›lonego typu warto ka standardów okreÅ›lajÄ…cych jÄ™zyk poro- przewidzieć te pierwszÄ… zumiewania siÄ™ wyÅ›wietlaczy. Najbar- możliwość. Z reguÅ‚y modu- dziej jednak rozpowszechnionym jest Å‚y w wersji z pojedynczym standard opracowany przed laty przez ja- napiÄ™ciem zasilajÄ…cym sÄ… poÅ„skÄ… firmÄ™ Hitachi, a wdrożony w posta- droższe od wersji wymaga- ci mikrosterownika o nazwie HD44780. jÄ…cych podwójnego zasila- UkÅ‚ad ten jest wÅ‚aÅ›nie wspomnianym nia (+5V, -5V), tak że zdarza pomostem i fizycznie znajduje siÄ™ na siÄ™ że koszt moduÅ‚u w taÅ„- każdym module z tego standardu. Skoro szej wersji plus koszt prze- padÅ‚o sÅ‚owo standard to znaczy że spo- twornicy jest mniejszy od sób komunikacji wyÅ›wietlacza jest taki Jak dotÄ…d opis moduÅ‚u może wyda- ceny zakupu moduÅ‚u z pojedynczym zasi- sam niezależnie ile ma on znaków w lini- wać siÄ™ nieco skomplikowany, nie należy laniem. Nie jest to jednak reguÅ‚Ä… w zależ- i czy samych linii w polu odczytowym. siÄ™ tym jednak przejmować. Z punktu wi- noÅ›ci od zródÅ‚a pochodzenia wyÅ›wietla- Różne sÄ… tylko możliwoÅ›ci wyÅ›wietlania dzenia użytkownika do praktycznego za- cza. Regulacja kontrastu w praktyce jest co do dÅ‚ugoÅ›ci danego tekstu. stosowania wyÅ›wietlacza nie jest po- realizowana za pomocÄ… pojedynczego po- Jest to prawda, a jak realizuje siÄ™ to trzebna znajomość jego struktury we- tencjometru montażowego umieszczo- dokÅ‚adnie w przypadku opisywanych mo- wnÄ™trznej. nego poza moduÅ‚em LCD w ukÅ‚adzie ste- dułów zapoznasz siÄ™ za chwilÄ™. CaÅ‚y moduÅ‚ porozumiewa siÄ™ z otocze- rujÄ…cym użytkownika. Spotykane sÄ… tez 2 Na rysunku 2 pokazano schemat bu- niem za pomocÄ… widocznych na rysun- wersje modułów posiadajÄ…ce swój wÅ‚as- dowy typowego moduÅ‚u wyÅ›wietlacza ku 2 jedenastu linii sterujÄ…cych. Do tego ny peerek przymocowany do pÅ‚ytki drukowanej moduÅ‚u tuż obok sterownika HD44780. Jeżeli taki element znajduje siÄ™ w mo- dule, oznacza to, że zewnÄ™trzny poten- cjometr nie jest potrzebny, oraz że koÅ„- cówka Vo nie jest wykorzystana przez moduÅ‚ i nie powinna być podÅ‚Ä…czana. Zda- rzajÄ… siÄ™ jednak przypadki, kiedy pomimo istnienia peerka na pÅ‚ytce moduÅ‚u, nie- zbÄ™dne jest doÅ‚Ä…czenia (zazwyczaj ujem- nego) napiÄ™cia Vo polaryzujÄ…cego pole odczytowe LCD. 3 Na rysunku 3 pokazano praktyczny sposób uniezależnienia siÄ™ od Rys. 2. Typowa budowa wewnÄ™trzna moduÅ‚u LCD kaprysów tekstowych wyÅ›wietlaczy tekstowego opartego o wspomniany dochodzÄ… także kontroler HD44780. Zasadnicze pole od- dwa przewody za- czytowe LCD jest sterowane za pomocÄ… silania VDD i VSS trzech grup sygnałów. Dwie pierwsze ge- oraz jeden do re- nerowane sÄ… przez sam kontroler, trzecia gulacji kontrastu pochodzi od dodatkowych ukÅ‚adów zna- Vo. O ile z reguÅ‚y jdujÄ…cych siÄ™ na pÅ‚ytce moduÅ‚u zwanych moduÅ‚y można za- drajwerami. Jeden drajwer może obsÅ‚u- silać stabilizowa- żyć maksymalnie do 16-tu matryc znako- nym napiÄ™ciem wych (16-tu znaków). Dlatego w zależ- +5V (VDD=5V, noÅ›ci od iloÅ›ci wyÅ›wietlanych znaków VSS =GND), o tyle w danym module drajwerów może być sprawa siÄ™ nieco wiÄ™cej. Należy przy tym wspomnieć że komplikuje w przy- sam kontroler HD44780 potrafi samo- padku napiÄ™cia Vo. dzielnie obsÅ‚użyć 16 znaków. Dlatego np. Otóż istniejÄ… dwa dla wyÅ›wietlacza LCD 2x40 znaków na przypadki, kiedy to pÅ‚ytce oprócz kontrolera HD44780 (pier- napiÄ™cie to leży Rys. 3. Praktyczny sposób regulacji kontrastu wyÅ›wietlacza wsze 16 znaków) znajdÄ… siÄ™ dodatkowe w zakresie napięć poprzez przykÅ‚adowy ukÅ‚ad przetwornicy +5V / -5V cztery ukÅ‚ady drajwerów (2x40=80 zna- zasilajÄ…cych, czyli 26 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/97 PodrÄ™czny poradnik elektronika p e LCD w przypadku niewiado- mego zródÅ‚a pochodzenia. Po- Starszy 0000 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1010 1011 1100 1101 1110 1111 MÅ‚odszy kazany schemat prostej prze- CG twornicy +5V / -5V skÅ‚ada siÄ™ RAM 0000 (1) tylko z jednego niewielkiego ukÅ‚adu scalonego oraz 3 kon- densatorów elektrolitycznych. 0001 Ponieważ sam scalak ICL7660 jest dość tani i do- datkowo umieszczony w obu- 0010 dowie DIP-8 nie powinien sprawić dużego kÅ‚opotu kon- struktorowi, którym jesteÅ› przecież Ty. PrzetwornicÄ™ 0011 można zrealizować także in- nym sposobem stosujÄ…c wy- próbowane ukÅ‚ady pom- 0100 pujÄ…ce oparte zazwyczaj na inwerterach CMOS np. serii 74HC04 lub podobnych. Przy- 0101 kÅ‚adowy projekt takiego roz- wiÄ…zania ukazaÅ‚ siÄ™ w nume- rze: 7/96 EdW na str. 43. Po- 0110 bór prÄ…du z ujemnego zródÅ‚a zasilania w przypadku modu- łów wyÅ›wietlaczy tekstowych nie przekracza 1 mA, dziÄ™ki 0111 temu wymogi prÄ…dowe zasto- sowanej przetwornicy sÄ… mi- nimalne. 1000 Tyle jeżeli chodzi o sprawy zasilania modułów. Na koniec ogólnego przedstawienia mo- 1001 dułów informacja dotyczÄ…ca generowanych przez moduÅ‚ znaków. Otóż aby wyÅ›wietlić 1010 jakiÅ› znak np. literÄ™ K nie trzeba mówić moduÅ‚owi, które kropki na matrycy (5x7) ma zapalić, wystarczy poin- 1011 formować go tylko o chÄ™ci wyÅ›wietlenia akurat tego zna- ku litery. Jak zapewne 1100 wiesz wszystkie znaki alfabe- tu Å‚aciÅ„skiego , cyfry, oraz do- datkowe znaki specjalne sÄ… 1101 ponumerowane i noszÄ… tzw. kody (kody ASCII, czytaj: aski), czyli każdemu znakowi 1110 odpowiada liczba, akurat w tym przypadku z zakresu 0...255. Jak pewnie zauważy- 1111 Å‚eÅ› jest to liczba 8-bitowa (28 1 = 255). StÄ…d nasuwa Ci siÄ™ zapewne sÅ‚uszna myÅ›l Rys. 4. Zawartość generatora znaków CG ROM (matryca znaku 5×7) że wyÅ›wietlacz potrafi poka- zać 256 znaków, co w przy- bliżeniu jest prawdÄ…. Dlatego aby wy- RW, RS i E, aby upragniona literka poka- to wbudowana w strukturÄ™ sterownika Å›wietlić podanÄ… w przykÅ‚adzie literÄ™, wy- zaÅ‚a siÄ™ na wyÅ›wietlaczu. Prawda że HD44780 pamięć typu ROM z umiesz- starczy podać na linie sygnaÅ‚owe D0...D7 proste! DokÅ‚adny przepis na te ciasto czonymi kombinacjami zgaszonych i za- (tzw. linie danych) kombinacjÄ™ zer podam za chwilÄ™. Istotne jest abyÅ› wie- palonych kropek w matrycy danego i jedynek odpowiadajÄ…cÄ… binarnie ko- dziaÅ‚ że oprócz elementów wchodzÄ…cych znaku. Dlatego podajÄ…c tylko kod danej li- dowi litery K czyli liczbie 75 (dziesiÄ™t- w skÅ‚ad moduÅ‚u a opisanych wczeÅ›niej, tery lub symbolu, wybierasz z CG ROM nie) lub 01001011 (binarnie). Jeszcze na- wchodzi także tzw. generator znaków, konkretny ukÅ‚ad matrycy odpowiadajÄ…cy leży w odpowiedni sposób ustawić pozo- fachowo zwany CG ROM (ang. Cha- interesujÄ…cej CiÄ™ literze, który nastÄ™pnie staÅ‚e (widoczne na rysunku 2) sygnaÅ‚y racter Generator ROM ). Fizycznie jest sÅ‚uży jako wzorzec do wyÅ›wietlenia zna- ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/97 27 PodrÄ™czny poradnik elektronika p e ku na wyÅ›wietlaczu. Pojemność genera- nika jest przechowywana w dodatkowej czesnym wyÅ›wietleniem go. Otóż opera- tora znaków CG ROM jest okreÅ›lona pamiÄ™ci (także zawartej w strukturze cja wpisania znaku polega jedynie na w danych technicznych przedstawionych HD44780) zwanej pamiÄ™ciÄ… generatora umieszczeniu go we wbudowanej poniżej. Dodatkowo zwykle CG ROM za- znaków użytkownika w skrócie CG w ukÅ‚ad sterownika HD44780 tzw. pa- wiera dwa zestawy znaków: jeden to RAM (ang. Character Generator RAM). miÄ™ci wyÅ›wietlania, w skrócie DD znaki w matrycy 5 x 7 punktów, drugi to CG RAM ze wzglÄ™du na okreÅ›lonÄ… swojÄ… RAM (ang. Display Data RAM ). Nie- znaki 5 x 10 punktów. W praktyce tych pojemność może pomieÅ›cić informacjÄ™ zależnie od rodzaju wyÅ›wietlacza, a w za- drugich używa siÄ™ rzadko, ze wzglÄ™du na maksymalnie o 8-miu znakach. O ile pa- sadzie od jego wielkoÅ›ci, czyli de facto to że znane nam litery ze znanego Ci al- mięć CG ROM to pamięć typu ROM, czy- iloÅ›ci znaków w wierszu i iloÅ›ci linii, po- fabetu Å‚aciÅ„skiego i tak korzystajÄ… jedy- li po wyÅ‚Ä…czeniu zasilania moduÅ‚u infor- jemność DD RAM jest zawsze taka sa- nie z pierwszych 35 punktów (5x7). Do- macja pozostaje przechowana na staÅ‚e, ma i wynosi 80 znaków (80 bajtów). Dla- datkowe 15 punktów jest wykorzystane o tyle zawartość pamiÄ™ci CG RAM jest tego maksymalnie jednoczeÅ›nie można przez znaki o kodach z zakresu w takim przypadku tracona. Dlatego zapisać do moduÅ‚u wyÅ›wietlacza 80 zna- 128...255, gdzie producent ukÅ‚adu w ukÅ‚adach wykorzystujÄ…cych moduÅ‚y kowÄ… informacjÄ™. W przypadku wyÅ›wiet- HD44780 umieÅ›ciÅ‚ niektóre znaki i sym- tekstowe oraz dodatkowe definiowane lacza LCD 2x40 znaków caÅ‚ość bÄ™dzie bole ze swego ojczystego jÄ™zyka praw- znaki użytkownika, należy przewidzieć oczywiÅ›cie pokazana na displeju, jednak dopodobnie japoÅ„skiego. możliwość każdorazowego, automatycz- w przypadku mniejszego pola odczyto- OczywiÅ›cie wybór jednego z przed- nego wpisywania swoich znaków po wÅ‚Ä…- wego np. 2x16 znaków widoczna bÄ™dzie stawionych zestawów znaków (5x7 czy czeniu zasilania, lub w innym stosownym tylko pierwsza część wpisanego tekstu. 5x10) zależy od użytkownika, warto jed- do tego momencie. Obrazowo można by opisać zależność nak wiedzieć że nie wszystkie moduÅ‚y I choć z tabeli na rysunku 4 wydawać tego co znajduje siÄ™ aktualnie w DD pozwalajÄ… na wyÅ›wietlanie znaków by siÄ™ mogÅ‚o że można zdefiniować aż RAM a tego co jest wyÅ›wietlane, używa- w matrycy 5x10 punktów, co zresztÄ… 16 znaków (kody: 0...15), to w praktyce jÄ…c okreÅ›lenia okna wyÅ›wietlania . Sy- 5 w praktyce nie ma dla nas znaczenia, ze wzglÄ™du na rozmiar pamiÄ™ci CG RAM, tuacjÄ™ tÄ™ obrazuje rysunek 5. bowiem matryca 5x7 w zupeÅ‚noÅ›ci wy- starcza na czytelne pokazanie wszyst- kich liter alfabetu w tym także polskich znaków ąęćłóśzżĆAÓŚyÅ», cyfr oraz dodatkowych znaków interpunkcyj- nych. 4 W tabeli z rysunku 4 pokazany jest ca- Å‚y zestaw matryc wzorcowych znaków zawartych w CG ROM moduÅ‚u. Sposób czytania tabeli jest bardzo prosty. Otóż znaki ponumerowane sÄ… za pomocÄ… dwóch półbajtów każdy. Starszy półbajt okreÅ›lony jest przez numer kolumny w której jest dany znak, podobnie mÅ‚od- szy okreÅ›la wiersz. Po zÅ‚ożeniu półbajt Rys. 5. Bufor znakowy DD RAM a rzeczywiÅ›cie wyÅ›wietlany tekst otrzymujemy kod znaku, czyli kombinacjÄ™ linii D7...D0 która powoduje wyÅ›wietle- nie takiego znaku na wyÅ›wietlaczu. I tak kody wziÄ™te parami: 0 z 8, 1 z 9, 2 z 10 Jak widać, aby wyÅ›wietlić niewidocz- np. wezmy literÄ™ m : kolumna: 0110 , itd. dajÄ… w efekcie na wyÅ›wietlaczu ten nÄ… część tekstu, należaÅ‚oby przesunąć wiersz: 1101 , po zÅ‚ożeniu powstaje sam zdefiniowany znak. W efekcie moż- w lewo zawartość caÅ‚ej pamiÄ™ci DD kod: 01101101, czyli dziesiÄ™tnie 109, liwe jest zdefiniowanie tylko 8 znaków RAM, do pozycji która nas akurat intere- a wiÄ™c kod naszej literki m . użytkownika. W przypadku polskich liter suje. W ten sposób można by pokazać Pierwsze 16 znaków o kodach 0...15 zaÅ‚atwia to sprawÄ™ tylko dla poÅ‚owy na- schowanÄ…, a interesujÄ…cÄ… nas jego jest pustych. Kody te sÄ… przeznaczone na szych rodzimych znaków, a co z dru- część. W praktyce do tego celu sÅ‚użą in- znaki wÅ‚asne wymyÅ›lone przez użytkow- gÄ…? Otóż w praktyce problem ten rozwiÄ…- strukcje przesuwania zawartoÅ›ci bufora nika. Znaki takie sÄ… definiowane przez te- zuje siÄ™ poprzez definiowanie potrzebne- DD RAM w lewo lub prawo. Przy przesu- go ostatniego programowo, poprzez od- go znaku lub kilku na bieżąco. Rzadko bo- niÄ™ciu np. lewo o 1 caÅ‚ego bufora, powiednie ustawianie linii sterujÄ…cych wiem zdarza siÄ™ sytuacji aby jednoczeÅ›- wszystkie kody znaków, (niczym w bajto- moduÅ‚u (D0...D7, RW,RS, E). Sposób ge- nie na maksymalnie 80 znakowym wy- wym rejestrze przesuwnym) zostajÄ… nerowania jest dość zÅ‚ożony dlatego zo- Å›wietlaczu trzeba byÅ‚o wyÅ›wietlić wiÄ™cej przesuniÄ™te o jeden adres w lewo. Znak stanie omówiony w drugiej części artyku- niż 8 dodatkowych znaków specjalnych. który znajdowaÅ‚ siÄ™ na pierwszej pozycji Å‚u. Na razie warto wiedzieć, że użytkow- Dlatego jeżeli okreÅ›lony znak specjalny trafia na ostatniÄ…, toteż żadna informacja nik w procesie definiowania znaku musi jest potrzebny, wpisuje siÄ™ go na miejs- nie zostaje w ten sposób tracona. Zawar- poinformować sterownik moduÅ‚u o uÅ‚o- ce tego który akurat w danej informacji tość przy cyklicznym przesuwaniu krąży żeniu wszystkich punktów w danej mat- jest zbÄ™dny czyli nie wystÄ™puje. jakby w pÄ™tli . rycy znaku. Nie wystarczy wiÄ™c podać tyl- Na koniec wstÄ™pu jeszcze jedna istot- Sposób oraz opis instrukcji przesuwa- ko kod znaku, trzeba punkt po punkcie (w na informacja. Otóż jak siÄ™ za chwilÄ™ nia oraz wielu innych znajdzie siÄ™ praktyce wiersz po wierszu) podać kolej- przekonasz wpisanie dowolnego zna- w drugiej części artykuÅ‚u. ność tych zapalonych i zgaszonych. Infor- ku do moduÅ‚u celem jego wyÅ›wietlenia CiÄ…g dalszy w nastÄ™pnym numerze. S macja o tak utworzonym znaku użytkow- nie jest czÄ™sto równoznaczne z jedno- SÅ‚awomir SurowiÅ„ski 28 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/97