Programowanie mikrokontrolerów

 1. Wstęp

Najpopularniejszą rodziną wyświetlaczy alfanumerycznych są wyświetlacze ze sterownikiem HD44780. Właśnie jeden z takich wyświetlaczy został przedstawiony na zdjęciu poniżej.

Wyświetlacze takie dostępne są w wielu wariantach. Powyżej przedstawiony został wariant 16X2 tzn. szesnaście znaków w dwóch liniach. Występują też większe warianty. W miarę potrzeby możemy się zaopatrzyć w coś większego np 24X4 tzn wyświetlacz 24 znaki razy cztery linie przedstawiony na zdjęciu poniżej.

Każdy z tych wyświetlaczy zbudowany został w oparciu o kontroler HD44780 dzięki czemu dla całej rodziny wyświetlaczy z tym sterownikiem sposób ich obsługi oraz sposób podłączenia jest identyczny.

 2. Sposób podłaczenia

Wyświetlacz alfanumeryczny ze sterownikiem HD44780 wyposażony jest w szesnastopinowe złącze służące do komunikowania się z mikrokontrolerem lub innym układem sterującym nim. Opis poszczegulnych funkcji pinów złącza przedstawiony został na rysunku poniżej.

I tak kolejno piny odpowiedzialne są za:

1. GND - minus zasilania wyświetlacza
2. VCC - plus zasilania wyświetlacza
3. CONTR - wejście napięciowe odpowiedzialne za ustawienie kontrastu wyświetlanych znaków
4. RS - (Register Secelct) wejście sterujące określające czy wysyłany pakiet danych jest to dana do wyświetlenia na ekranie czy komenda sterująca wyświetlaczem. (Stan wysoki  - Dane, Stan niski - Komenda)
5. R/W - (Read / Write) Wejście określające kierunek przepływu informacji. Czy dane są wysyłane do wyświetlacza czy odczytywane z niego (Stan wysoki - Odczyt, Stan niski - Zapis)
6. E - (Enable) Wejście sterujące służące do wpisywania danych do wyświetlacza lub odczytu aktywne stanem wysokim
7. D0 - Bit danych
8. D1 - Bit danych
9. D2 - Bit danych
10. D3 - Bit danych
11. D4 - Bit danych
12. D5 - Bit danych
13. D6 - Bit danych
14. D7 - Bit danych
15. W zależności od modelu pin niewykorzystany lub plus zasilania podświetlenia wyświetlacza
16. W zależnosci od modelu pin niewykorzystany lub minus zasilania podświetlenia wyświetlacza

Generalnie mamy do dyspozycji dwa warianty podłaczenia wyświetlacza do mikrokontrolera. W zależności od sposobu sterowania nim możemy wykorzystać wszystkie piny wyświetlacza dla trybu sterowania ośmiobitowego lub zaoszczędzić 4 wyjścia mirokontrolera wybierając neico bardziej skomplikowany sposób sterowania czterobitowego.

Znając poszczególne funkcje pinów możemy przejść do podłaczenia wyświetlacza do mikrokontrolera. Poniżej przedstawione zostaną dwa sposoby podłaczenia wyświetlacza do mikrokontrolera jeden dla warinatu sterowania ośmiobitowego oraz drugi dla sterowania czterowbitowego.

Pierwszy rysunek przedstawia schemat podłączenia wyświetlacza LCD do mikrokontrolera w trybie sterowania ośmiobitowego. Wszystkie linie danych są wykorzystane. Sposób taki wymaga wykorzystania wielu wyjść mikrokontrolera 

Drugim sposobem podłączenia jest sterowanie czterobitowe. Sposób podłączenia przedstawiony został na rysunku poniżej. Możemy zauważyć że dla tego trybu cztery wejścia danych wyświetlacza D0-D3 wiszą w powietrzu. Dla prawidłowej pracy należy te wejścia zostawić niepodłaczone aby nie uszkodzić wyświetlacza. Nie twierdze że wszystkie wyświetlacze ulegną uszkodzeniu gdy wolne nóżki podłączymy do masy np. jednak zdażają się modele który podczas odczytu danych z wyświetlacza w trybie czterobitowym i podłączonymi czterema niewykorzystanymi nóżkami do masy ulegały one uszkodzeniu.

Po prawidłowym podłaczeniu wyświetlacza i załączeniu zasilania w więszkości wyświetlaczy aczkolwiek nie we wszystkich uzyskamy efekt  podobny do tego jaki przedstawiono na rysunku poniżej.

Jeśli na wyświetlaczy nic się nie pojawi należy wyregulować potencjometrem podającym napięcie na nóżkę 3 odpowiednią jego wartość dla uzyskania odpowiedniego kontrastu. Nie we wszystkich jednak wyświetlaczach powyższe prostokąty się pojawią. Nie oznacza to iż wyświetlacz jest uszkodzony nie należy się przejmować zbytnio gdy ich nie będzie jednak w większości przypadków pojawiają się i można na ich podstawie wstępnie wyregulować sobie kontrast wyświetlachych znaków. Następnym krokiem przygotowującym wyświetlacz do pracy będzie tzw. Inicjalizacja wyświetlacza podczas której określamy podstawowe parametry jego pracy takie jak sposób wyświetlania danych oraz zachowanie się kursora itd.

3. Inicjalizacja wyświetlacza

Poniżej przedstawiono kolejne kroki jakie trzeba podjąć żeby prawidłowo uruchomić wyświetlacz ze sterownikiem HD44780. Na poniższym schemacie blokowym przedstawiony został sposób inicjalizacji wyświetlacza HD44780 z szyną ośmiobitową.

 Aby prawidłowo uruchomić wyświetlacz LCD ze sterownikiem HD44780 w trybie ośmiobitowym należy kolejno:

1. Odczekać ponad 40ms aż napięcie na układzie zasilającym osiągnie poziom 2,7V. (najbezpieczniej odczekać 100ms)
2. Przed tym krokiem nie możemy sprawdzać bitu zajętości wyświetlacza. W kroku tym należy wystawić na piny wartości z zamieszczonej tabeli odpowiednio do naszego podpięcia wyświetlacza. Gwiazdki oznaczają wartosć dowolną nie mającą znaczenia moża tam wystawić zarówno jedynkę jak i zero logiczne.

Na poniższym schmeacie przedstawiono sposób inicjaliacji wyświetlacza HD44780 w trybie czterobitowym.

Dla dwóch poyższych przykładów inicjalizacji wyświetlacza HD44780 możemy dopasować sobie sposób działania wyświetlacza do swoich upodobań według parametów przedstawionych poniżej. Powyższe wartości to jedynie przykłąd konfiguracji jednak podstawiając odpowiednie wartości z tabeli poniżej możemy uzyskać dowolny przez nas preferowany sposób działania wyświetlacza HD44780. Parametry konfiguracyjne przedstawione zostały poniżej w postaci tabeli oraz opisu.

CDN