Znakové LCD displeje

Úvod

Jedná se o zobrazovací moduly LCD. Každý znak je zobrazován jako matice 5x8 bodů. Definice jednotlivých znaků je uložena napevno ve vnitřní paměti ROM code: A00.

Prvních 8 znaků (znak 0 až 7) je možno nadefinovat uživatelem třeba jako české znaky nebo různé symboly. Dále je možno zobrazit kurzor, nastavit blikání kurzoru, definovat posouvání zobrazených znaků, smazat displej, zobrazovat na konkrétní pozici apod.

Displej se vyrábí v několika variantách, které se liší počtem sloupců a řádků. 8x2, 10x2, 16x1, 16x2, 16x4, 20x2, 20x4, 24x2, 40x2, 40x4 (sloupce x řádky). Moduly se vyrábí s podsvícením LED nebo výbojkou.

Zapojení vývodů

• Pin č.1 - GND (zem)
• Pin č.2 - VCC (+5V)
• Pin č.3 - regulace kontrastu displeje (0-5V)
• Pin č.4 - RS (Register Select Signal)
• Pin č.5 - R/W (read data/Write data)
• Pin č.6 - E (Enable Signal)
• Pin č.7 - DB0 (Data Bus Line)
• Pin č.8 - DB1 (Data Bus Line)
• Pin č.9 - DB2 (Data Bus Line)
• Pin č.10 - DB3 (Data Bus Line)
• Pin č.11 - DB4 (Data Bus Line)
• Pin č.12 - DB5 (Data Bus Line)
• Pin č.13 - DB6 (Data Bus Line)
• Pin č.14 - DB7 (Data Bus Line)
• Pin č.15 - podsvícení displeje - anoda (jen u podsvícené varianty)
• Pin č.16 - podsvícení displeje - katoda (jen u podsvícené varianty)

Komunikace s modulem

Komunikace s modulem probíhá 8-bitově (DB0-DB7) nebo 4-bitově (DB4-DB7). Nastavení na 4bity se provádí v úvodní inicializaci displeje.

• DB0 - DB3 (Data Bus), nižší bity 3-stavové sběrnice. Nevyužito při 4-bitovém ovládání.
• DB4 - DB7 (Data Bus) vyšší bity 3-stavové sběrnice
• RS (Registr Select Signal), výběr registru. RS = 1 přenos dat nebo RS = 0 přenos instrukcí.
• R/W (Read / Write), výběr čtení nebo zápis. R/W = 1 čtení z LCD nebo R/W = 0 zápis do LCD
• E (Enable Signal), start dat čtení/zápis. (1, hrana z 1 -> 0)

Instrukce

Vysvětlivky:

DDRAM - Display Data RAM. (paměť zobrazovaných znaků)
CGRAM - Character Generator RAM.(paměť pro uložení vlastního znaku)
* - Na hodnotě nezáleží.
** - Frekvence oscilátoru 270KHz.

• Smazat Displej (Clear Display)

Smaže displej. Zapíše kód 20H (kód 20H je prázndný znak) do všech adres DDRAM. Potom nastavý DDRAM  adresu 0 adresového čítače a návrat displej k jeho originálnímu stavu, jestliže byl posunutý. Jinými Slovy, displej zmizí a kurzor nebo blikání směřuje displej doleva (v 1řádce 2řádkového displeje). To také nastaví I / D na 1 (zvýšení) v nastavovacím módu. S se v módu nastavení nezmění.

• Vrátit se na začátek (Return Home)

Vrátí se na začátek. Nastaví adresu DDRAM na 0 a vrátí displej do jeho originálnímu stavu jestliže byl posunut. Nezmění se obsah DDRAM. Kurzor nebo blikání směřuje displej doleva (v 1řádce 2řádkového displeje).

• Vlož nastavení módu (Entry Mode Set)

I / D: Zvětší (I / D = 1) nebo zmenší (I / D = 0) adresu DDRAM o 1, když kód znaku je zapsán  do nebo čten z DDRAM. Kurzor nebo blikající pohyby doprava zvětšen o 1 a doleva zmenšený o 1. Stejné platí při zápisu a čtení z CGRAM.

S: Posune celý displej o jeden znak doprava (I / D = 0) nebo doleva (I / D = 1) když S je 1. Displej se neposune jestliže S je 0. Jestliže S je 1, bude se zdát jako by se kurzor nepohyboval ale displej pracuje. Displej se neposune, když čte z DDRAM. Také psaní do nebo čtení z vnější CGRAM displej neposune.

• Displej zap / vyp (Display on / off control)

D: Displej zapnut když D je 1 a vypnut když D je 0. Když je vypnut, data displeje zůstanou v DDRAM, ale můžou být zobrazena okamžitě tím, že D je 1.

C: Kurzor je zobrazen když C je 1 a nezobrazen když C je 0. Dokonce jestliže kurzor zmizí, funkce I / D nebo jiné specifikace nebudou se měnit během zápisu dat  displeje. Kurzor je zobrazen pomocí 5 teček v 8-mé řádce pro 5x8 bodů a v 11-té řádce pro 5x10 bodů.

B: Znak ukázaný kurzorem bliká když B je 1. Blikání je zobrazováno jako přepíná mezi celým prázdným místem a zobrazovaným znakem rychlostí 409,6 ms, když fcp nebo fosc je 250 kHz. Kurzor a blikání může být zobrazováno současně. (Frekvence blikání podle fosc nebo podobný z fcp . Například, když fcp je 270 kHz, 409,6 x 250 / 270  = 379,2 ms.)

• Posun kurzoru nebo displeje (Cursor or display shift)

Posun kurzoru nebo displeje změní místo kurzoru nebo displeje doprava nebo doleva bez psaní nebo čtení zobrazovaných dat. Tato funkce opravuje nebo hledá na displeji. Na 2řádek se kurzor přemístí z 1řádky, když bude přes 40-té číslo 1 řady. Poznamenávám, že první a druhá řádka displeje se posouvá zároveň. Když zobrazovaná data jsou posouvána opakovaně každá řádka se pohybuje jenom vodorovně. Z druhé řádky se neposune do první řádky. Čítač adres (AC) nebude měnit obsah jestliže se jenom vykonaná posun displeje.

• Nastavení funkce (Function set)

DL: Nastaví délku datového rozhraní. Data jsou poslaná nebo přijatá 8-bitově (DB7 - DB0) když DL je 1, a 4-bitově (DB7 k DB4) když DL 0. Při vybrání 4-bitové délky, data musí být poslána nebo přijata dvakrát.

N: Nastaví počet řádků displeje.

F: Nastaví velikost znaku.

Poznámka: Provádět Funkci u hlavy programu předtím, než vykonal nějaká instrukce (kromě čtení busy flag a instrukce adres). Od tohoto bodu, nastavení funkce instrukcí nemůže být vykonána změna délky datového rozhraní.

• Nastavení adresy CGRAM (Set CGRAM address)

Nastavením adresy CGRAM dá CGRAM binární adresu AAAAAA do adresového čítače. Data jsou pak zapsána nebo čtena od MPU pro CGRAM.

• Nastavení adresy DDRAM (Set DDRAM address)

Nastavením adresy DDRAM dá DDRAM binární adresu AAAAAAA do adresového čítače. Data jsou pak zapsána nebo čtena od MPU pro DDRAM. Nicméně, když N je 0 (1-řádkový displej), AAAAAAA může být 00H - 4FH. Když N je 1 (2-řádkový displej ), AAAAAAA může být 00H - 27H pro 1 řádek a 40H - 67H pro 2 řádek.

• Číst busy flag a adresy (Read busy flag & address)

Čtení busy flag a čtení adresy busy flag (BF) ukazuje, že systém vnitřně pracuje na předchozí přijaté instrukci. Jestliže BF je 1, vnitřní operace je v běhu. Příští instrukce nebude přijata do okamžiku než BF je 0. Kontrolovat BF stav před příštím zápisem operace. U stejný čas, hodnota adresový čítač v binární AAAAAAA je čten ven. Tento adresový čítač je použitý u obou CG a DDRAM adresy a jeho hodnota je předurčená předchozí instrukcí. Adresový obsah je stejný pokud jde o instrukce nastavení adresy CGRAM a nastavení adresy DDRAM.

• Zapiš data do CG nebo DDRAM (Write data to CG or DDRAM)

 Zapisuje data do DDRAM nebo CGRAM.

• Čti data z CG nebo DDRAM (Read data from CG or DDRAM)

 Čte data z CGRAM nebo DDRAM.

Popis instrukcí přeložen z originální dokumentace obvodu HD44780U.

Zobrazení znaků

Názorně si ukážeme zobrazení znaků na displeji 2x16 znaků. Data, která se mají zobrazit jsou uložena v paměti DDRAM. Každý zobrazovaný znak má svojí adresu. Ve skutečnosti je adresa posazena o 80H víš (tabulka nahoře). Hodnota pro 1 řádek 1znak je 080H pro 2 řádek 1 znak je C0H.

DDRAM bez posuvu

Pokud je nastaven posun displeje doleva , bude po provedení posunu zobrazeny následující adresy.

Posun doleva

Pokud je nastaven posun displeje doprava , bude po provedení posunu zobrazeny následující adresy.

Posun doprava