DISPLAY LCD

I display a cristalli liquidi o LCD (Liquid Crystal Display), vengono contraddistinti dal numero di righe (fino a 4) e il numero di caratteri (fino a 40) (es. 16x2 significa 2 righe e 16 caratteri). Sono utilizzati quando non bastano i tradizionali display a 7 segmenti. Sono definiti display intelligenti perchè hanno all'interno un controller che semplifica la gestione di questi mediante i microcontrollori. L'interfaccia citata è la HD44780 della Hitachi, divenuta uno standard, infatti anche le altre marche si sono adeguate allo stesso funzionamento, così da essere tutti compatibili. Altra caratteristica importante è il colore della retroilluminazione, i due più importanti sono :

1. sfondo verde con caratteri di colore nero;

2. sfondo azzurro con caratteri di colore bianco.

Osservazione 1 – il controller è formato da due memorie :

1. CGROM (Character Generator Read Only Memory) che contiene le informazione dei caratteri gestiti (font). Questi caratteri di default possono essere cambiati.

2. DDRAM (Display Data Random Access Memory) che matiene in memoria il contenuto e la posizione (che dipende dalla locazione in cui è memorizzato il contenuto) del dato da visualizzare. Ha una capacità fissa di 80 locazioni. Quindi per display 16x2 rimangono locazioni libere, mentre per display 40x4 necessita di un secondo banco da 80 locazioni e l'aggiunta di un secondo enable (E) quindi avranno un pin in più nel connettore. Le locazioni non usate possono essere usate come RAM, ma in questo caso il display va usato sia in scrittura che in lettura.

Osservazione 2 – il controller ha due registri :

1. IR : è un registro di sola scrittura, memorizza i comandi, e viene usato quando il pin RS=”0”;

2. DR : è un registro che memorizza il dato che le istruzioni che arrivano devono gestire;

Osservazione 3 – quando il display viene usato anche in lettura :

• il bus da D0 a D6 viene usato per identificare il valore del contatore interno che definisce la posizione del cursore (address counter);

  
  

• il bit D7 è il busy flag che gestisce le informazioni nel seguente modo :

  • D7=”0” il bus è libero per ricevere comandi o dati;

  • D7=”1” il bus è occupato.

Le lettere in tabella hanno il seguente significato :

Noi useremo un display a sfondo verde e carattere nero di tipo 16x2. Si presenta nel seguente modo :

La piedinatura di solito è la seguente :

Intanto bisogna dire che il pin 15 e 16 spesso non sono utilizzati.

I dati possono essere trasferiti a byte (D0 … D7) e nibble (D4 … D7), la seconda soluzione fa risparmiare pin sul microcontrollore ed è quella che useremo, quindi i pin D0 … D3 vanno collegati a massa.

Anche il pin R/W non viene utilizzato e quindi viene collegato a massa (quindi si potrà solo inviare dati verso il display).

Per poter scrivere sul display quindi abbiamo :

• bus da 4 bit

• RS per definire se l'informazione presente sul bus è un comando (RS=”0”) o un dato da visualizzare (RS=”1”)

• E (Enable) abilita la lettura del dato presente sul bus. E' importante aver già messo il dato (comando o dato) sul bus e settato RS prima di alzare l'enable.

Per poter usare dei nibble al posto dei byte si fa un operazione di multiplex : si invia prima il nibble basso e poi il nibble alto, il controller ricostruirà il byte.

Oltre ai pin di alimentazione (+5V, GND) c'è il Vcontrasto che va collegato a un potenziometro che ci permette di trovare un valore adatto. Lo schema è il seguente :

Lo schema della EASYPIC 3 si presenta così :

a questo punto decido di usare, cliccando la spunta nella library manager, le librerie che mikroC PRO mi mette a disposizione :

• Lcd

• Lcd_Constants

La funzione principale, quella di settaggio, è la

Lcd_Init (); //questa va chiamata una sola volta all'inizio del sorgente

Questa richiede di abbinare delle variabili globali usate nella libreria ai pin usati nella scheda prima di essere chiamata :

sbit LCD_RS at RB2_bit; // assegna alla variabile LCD_RS il pin 2 della PORTB

sbit LCD_EN at RB3_bit; // assegna alla variabile LCD_EN il pin 3 della PORTB

sbit LCD_D4 at RB4_bit; // assegna alla variabile LCD_D4 il pin 4 della PORTB

sbit LCD_D5 at RB5_bit; // assegna alla variabile LCD_D5 il pin 5 della PORTB

sbit LCD_D6 at RB6_bit; // assegna alla variabile LCD_D6 il pin 6 della PORTB

sbit LCD_D7 at RB7_bit; // assegna alla variabile LCD_D7 il pin 7 della PORTB

sbit LCD_RS_Direction at TRISB2_bit; // assegna la direzione di LCD_RS il pin 2 della PORTB

sbit LCD_EN_Direction at TRISB3_bit; // assegna la direzione di LCD_EN il pin 3 della PORTB

sbit LCD_D4_Direction at TRISB4_bit; // assegna la direzione di LCD_D4 il pin 4 della PORTB

sbit LCD_D5_Direction at TRISB5_bit; // assegna la direzione di LCD_D5 il pin 5 della PORTB

sbit LCD_D6_Direction at TRISB6_bit; // assegna la direzione di LCD_D6 il pin 6 della PORTB

sbit LCD_D7_Direction at TRISB7_bit; // assegna la direzione di LCD_D7 il pin 7 della PORTB

poi ci sono le funzioni che scrivono delle stringhe :

Lcd_Out (char valore o variabile riga, char valore o variabile colonna, “testo da visualizzare”);

per specificare la posizione riga, colonna e il testo da scrivere. Posso scriverla anche

Lcd_Out (char valore o variabile riga, char valore o variabile colonna, *stringa);

dove scrivo il valore della stringa.

la libreria che fa copia a questa, ma che non specifica la posizione, ma assume quella corrente del cursore, è la seguente

Lcd_Out_Cp(“testo da scrivere“);

oppure

Lcd_Out_Cp(char *stringa);

Le funzioni che scrivono un carattere:

Lcd_chr (char valore o variabile riga, char valore o variabile colonna, 'carattere');

che visualizza il carattere racchiuso tra apici nella riga, colonna specificata. Oppure

Lcd_chr (char valore o variabile riga, char valore o variabile colonna, valore o char variabile o registro);

Visualizza il simbolo corrispondente al codice ASCII del valore inserito o del valore della variabile o del contenuto di un registro. La stessa istruzione, che però non specifica la posizione, ma assume quella corrente del cursore :

Lcd_Chr_Cp('carattere');

oppure

Lcd_Chr_Cp(variabile o registro corrispondente codice ASCII);

È importante tener presente, che la tabella dei caratteri che la memoria CGROM contiene di default, è per la maggior parte corrispondente al codice ASCII :

l'ultima funzione è quella che ci permette di fornire comandi al display :

Lcd_Cmd(comando);

i comandi disponibili sono elencati sotto e sono evidenziati in blu :

Esempio

LCD_Cmd(LCD_CLEAR); // CANCELLA IL DISPLAY

Spesso si presentano le necessità di scrivere dei valori di locazioni o variabili sul display, e per fare questo ci vengono in aiuto funzioni di conversione da tipi di variabile a stringhe facilmente gestibili.

ByteToStr

unsigned short t = 24;
char txt[4];
...
ByteToStr(t, txt);

Ricordo prima di proseguire che una stringa contiene sempre un carattere '\0' di chiusura, per questo nell'esempio sopra e in quelli che seguiranno l'array che contiene la stringa ha una posizione che non compare. Nell'esempio appena visto abbiamo un array da 4 posti, un valore di due cifre e vediamo che la stringa è formata da [spazio vuoto – 2 – 4 – null]

shortToStr

short t = -24;
char txt[5];
...
ShortToStr(t, txt);// txt conterrà “ -24”

WordToStr

unsigned t = 437;
char txt[6];
...
WordToStr(t, txt);  // txt is "  437" (2 caratteri vuoti)

IntToStr

int j = -4220;
char txt[7];
...
IntToStr(j, txt);  // txt is " -4220" (un carattere vuoto)

LongToStr

long jj = -3700000;
char txt[12];
...
LongToStr(jj, txt);
// txt is "   -3700000" (3 spazi vuoti)

LongWordToStr

unsigned long jj = 3700000;
char txt[11];
...
LongWordToStr(jj, txt);
// txt is "   3700000" (3 caratteri vuoti)

FloatToStr

float ff1 = -374.2;
float ff2 = 123.456789;
float ff3 = 0.000001234;
char txt[15];
...
FloatToStr(ff1, txt);  // txt is "-374.2"
FloatToStr(ff2, txt);  // txt is "123.4567"
FloatToStr(ff3, txt);  // txt is "1.234e-6"

rtrim

Dec2Bcd

unsigned short a, b;
...
a = 25;
b = Dec2Bcd(a);    // b equivale 37

Bcd2Dec16

unsigned a, b;
...
a = 0x1234;          // a equivale al valore decimale : 4660
b = Bcd2Dec16(a);    // b equivale al BCD : 1234

Dec2Bcd16

unsigned a, b;
...
a = 2345;
b = Dec2Bcd16(a);    // b equals 9029

L'ultimo argomento che tratteremo riguarda la personalizzazione di caratteri. MikroC PRO ha uno strumento che produce il codice automaticamente :
Tools – LCD Custom Character