Displeje se u nás objevili koncem 80 let. Tehdy se považovali za zázrak techniky. Dnes jsou LCD zobrazovací displeje všude okolo nás. Setkáváme se s nimi při koupi jízdenky na autobus nebo vlak, v telefonních automatech, na parkovištích ve faxech atd.
Každý displej má v sobě speciální integrovaný obvod - řadič, který ovládá celý displej a komunikuje s okolím. Standartem se stal řadíč HD44780 od firmy HITACHI. Všichni výrobci používají HD44780 nebo jeho ekvivalent. Proto je jedno od jakého výrobce displej je. Pro dosažení plné kompatibiliti displeje, je zapojení přívodního konektoru stejné. To zjednodušuje použití displejů v praxi.
Displej se vyrábí v několika variantách 8x2, 16x1, 16x2, 16x4, 20x2, 20x4, 24x2, 24x4, 40x2, 40x4, které se liší počtem sloupců a řádků. Moduly se vyrábí s podsvícením LED nebo výbojkou.

Displeje LCD prodávají firmy GMe, Shop HW, Elatec, Powertip a Koala kde také najdete přehled displejů a datasheety. Firma GMe prodává displeje označené např. MC1602E-SYL (2x16 znaků) od výrobce Everbouquet.

MC1602E-SYL	MC1602E-SYL/H

Zapojení vývodů

V tabulce je zobrazeno zapojení vývodů, název signálu a popis. Většinou se vyskytuje standartní zapojení vývodů, ale již jsem se setkal u displeje LCD 4x40 (neznámý výrobce) s jiným zapojením.

DB0 - DB3 (Data Bus), nižší bity 3-stavové sběrnice. Nevyužito při 4-bitovém ovládání.
DB4 - DB7 (Data Bus), vyšší bity 3-stavové sběrnice

Komunikace s modulem

Pro komunikaci s displejem je potřeba minimálně 6 vodičů až maximálně 11 vodičů a napájení +5V. Před zapojením s procesorem si musíme zvolit datovou komunikaci. Komunikace s modulem muže být po 8-bitové sběrnici (DB0-DB7) nebo 4-bitové sběrnici (DB4-DB7).

Po zapnutí procesoru a displeje je nutné provést základní inicializaci displeje. Nastaví se počet bitů datové komunikace (8 nebo 4 bity), směr psaní znaků, posun řádku, pozice kurzoru a blikání kurzoru. Po této inicializaci je displej připraven na komunikaci.

Pokud potřebujete vyzkoušet komunikaci LCD displeje, zapojte procesor podle následujícího schématu a stáhněte si program test LCD. Displej můžete použít 1x16, 2x8, 2x16 až 4x40 znaků. Program Vám vyzkouší v displeji i pamět CGRAM pro uložení vlastních znaků. Po zapnutí se zobrazí na displeji Test LCD 1.0-2002 po 2 sekundách Line 1 Line 2 po dalších 2 sekundách CZ znaky áíěščřžý. Pokud se nezobrazí české znaky je problém s pamětí CGRAM. Program je určen pro procesor PIC16F84. Při programování nastavte XT krystal a WatchDog off.

Zobrazení znaků

Každý znak je zobrazován jako matice 5x8 bodů. Definice jednotlivých znaků je uložena napevno ve vnitřní paměti ROM code: A00. Dále je možno zobrazit kurzor, nastavit blikání kurzoru, definovat posouvání zobrazených znaků, smazat displej, zobrazovat na konkrétní pozici apod.

Názorně si ukážeme zobrazení znaků na displeji 2x16 znaků. Data, která se mají zobrazit jsou uložena v paměti DDRAM (Display Data Random Acces Memory). Každý zobrazovaný znak má svojí adresu. Ve skutečnosti je adresa posazena o 80h. Hodnota pro 1 řádek 1znak je 80h pro 2 řádek 1 znak je C0h.

V tabulce jsou uvedeny pozice, na kterých jsou uloženy znaky pro zobrazení na řádcích.

Poznámka: Některé jednořádkové displeje 1x16 znaků se musí inicializovat jako dvouřádkové! Je to zjednodušení a šetření ze strany výrobce, protože jeden řadič LCD displeje umí ovládat 2x8 znaků. Bližší informace najdete v datasheetu každého displeje.

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

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

Definování uživatelských znaků

Prvních 8 znaků (znak 0 - 7) je možno nadefinovat uživatelem třeba jako české znaky nebo různé grafické symboly podle vlastního přání. Pro češtinu je osm znaků málo, proto se znaky můžou měnit v generátoru znaků před jejich zobrazením. Tento postup přepisování znaků nám ale přepíše i zobrazený znak (0 - 7) na displeji za nově nadefinovaný. Velikost znaku, které zapisujeme do paměti je 8x8 pixelů, ale zobrazí se jen 5x8 (šířka x výška) nebo 5x10 podle zvoleného nastavení displeje při inicializaci. Pro vytváření vlastních znaků napsal pěkný program Filip Zajíček s názvem LCDChar v.1.3.1.

Tabulka instrukcí

Vysvětlivky:
DDRAM - Display Data RAM. (paměť zobrazovaných znaků)
CGRAM - Character Generator RAM. (paměť pro uložení vlastního znaku)
*   - Na hodnotě nezáleží.
** - Maximální čas při frekvenci oscilátoru 270KHz.

Popis instrukcí

• Smazat Displej (Clear Display)

Smaže displej. Zapíše kód 20H (kód 20H je prázdný 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 pohyb 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.

---

Poznámka:
Popis instrukcí je přeložen z originální dokumentace obvodu HD44780U od firmy HITACHI.

Funkce resetu

Vnitřní reset se automaticky inicializuje po zapnutí řadiče HD44780U a nastaví se takto:

1.   Smazání displeje
2.   Nastavení funkce:
      DL=1 8-bitový interface
      N=0 1-řádkový displej
      F=0 velikost znaku 5x8 bodů
3.   Kontrola displeje zap/vyp:
      D=0 Displej: vyp
      C=0 Kursor: vyp
      B=0 Blikání kurzoru: vyp
4.   Nastavení modu:
      I/D=1 zvýšení
      S=0 posun displeje: vyp

Po zapnutí napájení a provedení vnitřního resetu se musí provést inicializace displeje. Nastaví se 8-bitová nebo 4-bitová komunikace a základní uživatelské nastavení. V následující tabulce je vypsána inicializace po jednotlivých instrukcích.

Inicializace pro 8-bitovou komunikaci
Zapnutí napájení (Power On)	poznámka
čekej minimálně 15 ms po náběhu Vcc nad 4,5V
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 1 - - - -	nelze testovat BF, nastaven 8-bitový interface
čekej minimálně 4,1ms
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 1 - - - -	nelze testovat BF, nastaven 8-bitový interface
čekej minimálně 100µs
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 1 - - - -	nelze testovat BF, nastaven 8-bitový interface
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 1 N(1) F(0) - - 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D(1) S(0) 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0	čekej na BF=0 nebo 40us, 2-řádky, font znaku 5x8 Displej, kurzor, blikání vyp smazat displej posun kursoru do prava zapnout displej
konec inicializace

Inicializace pro 4-bitovou komunikaci
Zapnutí napájení (Power On)	poznámka
čekej minimálně 15 ms po náběhu Vcc nad 4,5V
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 1 - - - -	nelze testovat BF, nastaven 8-bitový interface
čekej minimálně 4,1ms
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 1 - - - -	nelze testovat BF, nastaven 8-bitový interface
čekej minimálně 100µs
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 1 - - - -	nelze testovat BF, nastaven 8-bitový interface
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 0 - - - -	čekej na BF=0 nebo 40us, nastaven 4-bitový interface
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 0         0 0 N(1) F(0) - -         0 0 0 0 0 0         0 0 1 0 0 0         0 0 0 0 0 0         0 0 0 0 0 1         0 0 0 0 0 0         0 0 0 1 I/D(1) S(0)         0 0 0 0 0 0         0 0 1 1 0 0	2-řádky, font znaku 5x8 Displej, kurzor, blikání vyp smazat displej posun kursoru do prava zapnout displej
konec inicializace

Poslední změna: 25.2.2007
Copyright DOVEDA BOYS © 1998 - 2012