Laboratorium 3  wyświetlacz LCD
4. Wyświetlacz LCD
EasyWeb2 pracuje na procesorze z serii  1xx i nie zawiera wbudowanego sterownika
wyświetlacza. Wykorzystuje on do wyświetlania specjalizowany układ wyświetlacza LCD z
własnym sterownikiem. Rolę sterownika pełni układ firmy Hitach HD 44780. Do sterownika
mikrokontroler wysyła tylko dane (które mają być wyświetlane) i instrukcje (w jaki sposób
mają być wyświetlane).
Funkcje pinów układu HD44780
 Wyświetlacz mo\
e pracować z ośmio- bądz
cztero- bitową magistralą danych.
Zazwyczaj w systemach mikroprocesorowych stosuje się tryb pracy z czterobitową
magistralą danych. Oprócz linii danych DB4-DB7, do wyświetlacza podłączone są trzy linie
sterujące E,RS,R/W oraz zasilanie.
Sprawdz
my, w jaki sposób odbywa się komunikacja mikrokontrolera z układem HD44780.
Układ ma 2 8-bitowe rejestry rejestr instrukcji IR, wybierany przy stanie 0 na wejściu RS,
oraz rejestr danych DR, wybierany przy stanie 1 na wejściu RS.
Rejestr IR przyjmuje kody instrukcji (np. ustawienie stanu wyświetlacza, czyszczenie
wyświetlacza, przesunięcie kursora). Rejestr DR przyjmuje dane do przesłania na
wyświetlacz.
HD44780U mo\
e pracować w jednym z 2 trybów 4 i 8 bitowym. W układzie easyWeb mamy
podłączone wyjścia P2.4 do P2.7 do lini danych DB0 do DB3 kontrolera wyświetlacza.
Wobec tego układ nale\
y ustawić do pracy w trybie 4 bitowym.
Linia RS odpowiada za interpretowanie danych przychodzących do sterownika
wyświetlacza. Gdy linia RS jest w stanie niskim to dane są interpretowane jako
instrukcje, gdy natomiast jest w stanie wysokim to dane są interpretowane jako adres
znaku z tablicy znaków zapisanej w pamięci ROM wyświetlacza. I na wyświetlaczu
pojawia się znak z tej właśnie tablicy.
Linia R/W informuje sterownik wyświetlacza czy mamy zamiar czytać, czy te\
pisać
do wyświetlacza. W EasyWeb linia ta jest na stałe podłączona do masy, czyli
mo\
liwy jest tylko zapis. Takie rozwiązanie powoduje niewielkie zmniejszenie
funkcjonalności wyświetlacza, ale sprawia, \
e odchodzi nam problem sterowania tą
linią.
Linia E słu\
y do aktywowania zapisu danych do układu i powinno być aktywna po podaniu
danych na linie danych.
Wysłanie instrukcji do układu powoduje ustawienie flagi BF, która jest aktywna a\
do
przetworzenia bie\
ącej instrukcji i w tym czasie inne instrukcje nie są akceptowane.
Kiedy RS = 0 i R/S = 1 , BF jest podłączona do wyjścia DB7. Następna instrukcja mo\
e być
wysłana po sprawdzeniu, \
e BF jest równa 0.
Komendy Wyświetlacza
 Na podstawie tabeli mo\
emy zdefiniować komendy wyświetlacza.
#define CLR_DISP 0x01 // clear display
#define CUR_HOME 0x02 // return home
#define ENTRY_INC 0x06 // entry mode increment
#define ENTRY_INC_ROL 0x07 // entry mode increment with rol data
#define ENTRY_DEC 0x04 // entry mode decrement
#define ENTRY_DEC_ROL 0x05 // entry mode decrement witch rol dat
#define DISP_OFF 0x08 // all display off
#define DISP_ON 0x0c // all display on
#define DATA_ROL_LEFT 0x18 // rol data left
#define DATA_ROL_RIGHT 0x1c // rol data right
#define CUR_SHIFT_LEFT 0x10 // shift coursor left
#define CUR_SHIFT_RIGHT 0x14 // shift coursor right
#define DD_RAM_ADDR 0x80 // set DD_RAM 1 line
#define DD_RAM_ADDR2 0xc0 // set DD_RAM 2 line
#define DD_RAM_ADDR3 0x28 //
#define CG_RAM_ADDR 0x40 // set CG_RAM
INICJALIZACJA Wyświetlacza
Wiemy ju\
jak przesyłać dane do sterownika. Jednak zanim zaczniemy to robić
trzeba jeszcze zainicjować sterownik wyświetlacza. Po pierwsze musi być ustalony
tryb pracy magistrali. W tym przypadku trzeba ustalić tryb 4-bitowy. Poniewa\
po
włączeniu zasilania występują stany nieustalone, nie wiadomo, w jakim trybie jest
ustawiony interfejs. W tym celu trzykrotnie wysyła się do sterownika komendę
inicjującą tryb ośmiobitowy a następnie komendę inicjującą tryb czterobitowy
(pamiętamy, \
e RS jest w stanie niskim). Sprawia to, \
e przechodzimy w tryb
czterobitowy. Następnie trzeba włączyć wyświetlacz, ustawić parametry wyświetlacza,
a po dokonaniu tego wyczyścić wyświetlacz. Opis wszystkich rozkazów wyświetlacza
znajduje się w tabeli.
Zalecenia producenta dotyczące sposobu inicjalizacji układu są następujące:
Na podstawie schematu mo\
emy napisać kod inicjacji układu:
void InitLCD(void)
{
bitclr(P2OUT,RS);
Delay100ms(); //Delay 100ms
LCD_Data |= BIT4 | BIT5; //D7-D4 = 0011
LCD_Data &= ~BIT6 & ~BIT7;
_E(); //toggle E for LCD
Delayx10ms(); //10ms
_E(); //toggle E for LCD
Delayx10ms(); //10ms
_E(); //toggle E for LCD
Delayx10ms(); //10ms
LCD_Data &= ~BIT4;
_E(); //toggle E for LCD
SEND_CMD(DISP_ON);
SEND_CMD(CLR_DISP);
Delay100ms();
}
Opis podstawowych funkcji w powy\
szym kodzie:
bitclr(P2OUT,RS);
Wyzerowanie bitu RS w porcie P2
 Delay100ms();
Pętla opóz
niająca 100ms
_E();
Wysłanie impulsu na wyjście E wyświetlacza w celu aktywacji danych
ustawionych na liniach DB4-DB7
SEND_CMD(DISP_ON);
Wysłanie komendy do wyświetlacza DISP_ON
Podstawowe procedury obsługi wyświetlacza
Podstawowe funkcje obsługi wyświetlacza stanowią dwie procedury: SEND_CMD i
SEND_CHAR
void SEND_CMD (unsigned char e)
{
int temp;
Delayx100us(10); //10ms
temp = e & 0xf0; //get upper nibble
LCD_Data &= 0x0f;
LCD_Data |= temp; //send CMD to LCD
bitclr(P2OUT,RS); //set LCD to CMD mode
_E(); //toggle E for LCD
temp = e & 0x0f;
temp = temp << 4; //get down nibble
LCD_Data &= 0x0f;
LCD_Data |= temp;
bitclr(P2OUT,RS); //set LCD to CMD mode
_E(); //toggle E for LCD
}
void SEND_CHAR (unsigned char d)
{
int temp;
Delayx100us(5); //.5ms
temp = d & 0xf0; //get upper nibble
LCD_Data &= 0x0f;
LCD_Data |= temp;
bitset(P2OUT,RS); //set LCD to data mode
_E(); //toggle E for LCD
temp = d & 0x0f;
temp = temp << 4; //get down nibble
LCD_Data &= 0x0f;
LCD_Data |= temp;
bitset(P2OUT,RS); //set LCD to data mode
_E(); //toggle E for LCD
}
Napisy na wyświetlaczu
Mimo, \
e na wyświetlaczu jednocześnie mo\
emy wyświetlać dwie linie danych po
16 znaków, to w pamięci danych wyświetlacza DD_RAM dla ka\
dej z linii
wyświetlacza przyporządkowanych jest 40 znaków (00h-27h -górna linia , 40h-67h 
dolna linia).
Przyporządkowanie adresów w DD_RAM dla pozycji na wyświetlaczu
Pozycja 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Linia 1 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F
Linia 2 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B 4C 4D 4E 4F
Sprawia to, \
e mo\
emy przesuwać dane na wyświetlaczu. Przesuwnie danych odbywa
się jednocześnie dla obu linii, ale dzieje się to niezale\
nie, co oznacza, Se dane nie
przesuwają się pomiędzy liniami.
Adresy DD_RAM po obrocie w lewo
Pozycja 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Linia 1 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10
Linia 2 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B 4C 4D 4E 4F 50
Po obrocie danych w prawo bądz
w lewo zmianie ulegają adresy znaków w pamięci
DD_RAM. W ten sposób mo\
na uzyskać tzw.  efekt baneru .
Adresy DD_RAM po obrocie w prawo
Pozycja 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Linia 1 27 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E
Linia 2 67 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B 4C 4D 4E
Definicje własnych znaków
W pamięci CG_RAM mo\
na zdefiniować 8 własnych. Na ka\
dy znak przeznaczonych
jest 8 bajtów w pamięci CG_RAM. Znaki definiuje się po przez odpowiednie ustawianie
bitów D4-D0 (bity D7-D5 są nieistotne) w wysyłanym bajcie.
Zadania
1. Napisać funkcję wyświetlającą napis na ekranie wyświetlacza w wybranej linii.
2. Napisać funkcję przewijania tekstu w prawo i lewo o wybraną liczbę pól.
3. Napisać funkcję wyświetlającą napis na ekranie wyświetlacza z mo\
liwością
zdefiniowania przewijania z pierwszej do drugiej linii wyświetlacza.
4. Napisać funkcję wyświetlającą na ekranie wyświetlacza liczbę 32 bitową.
5. Napisać funkcję wyświetlającą na ekranie wyświetlacza liczbę szesnastkową i binarną.
6. Napisać program wyświetlający na ekranie napis podany przez prowadzącego zajęcia
7. Napisać program wyświetlający na ekranie napis podany przez prowadzącego zajęcia,
u\
ywający zdefiniowanych w pamięci wyświetlacza własnych znaków (np. ąęz
\
ó)