Mikroprocesorowa ośla łączka, część 11

Aby zaprezentować efekt działania mikrokontrolera dotychczas był stosowany moduł wyświetlacza 7-segmentowego LED. Jego możliwości nie są porywające, gdyż jest zaprojektowany generalnie do wyświetlania cyfr. Czas zrobić kolejny krok – wyświetlić tekst.

Bardzo popularnym sposobem prezentacji informacji wynikowej w systemach z użyciem mikrokontrolerów jest zastosowanie gotowych modułów wyświetlaczy alfanumerycznych LCD (od ang. liquid-crystal display – wyświetlacz ciekłokrystaliczny). Jest to gotowy i kompletny element zawierający własny sterownik, podzespół elektroniczny do zastosowania w systemach mikroprocesorowych (wymaga dodania potencjometru do regulacji napięcia kontrastu). Zadaniem wspomnianego sterownika jest odpowiednie zarządzanie sterowaniem pojedynczych pikseli matrycy LCD aby na ekranie został zobrazowany określony znak (plus realizacja kilku innych dodatkowych operacji). To znacząco upraszcza tworzenie oprogramowania, gdyż przykładowo sterownik ma już zdefiniowane kształty (fonty) wszystkich znaków z zestawu ASCII. Najbardziej rozpowszechnionym rozwiązaniem jest sterownik z układem Hitachi HD44780 (fotografia 1) lub z nim zgodny (jak przykładowo KS0066, fotografia 2).

Jego elastyczność (sprzętowa modułu LCD) pozwala na obsługę wyświetlaczy jedno- lub dwuwierszowych z maksymalnie czterdziestoma znakami w jednym wierszu. Do tego dochodzi dodatkowa elastyczność w oprogramowaniu (kolejne możliwości kompilacji warunkowej bazujące na dyrektywie #ifdef) dając wręcz potężne narzędzie. Zanim zagłębimy się w rozwiązania w warstwie oprogramowania, koniecznością jest zapoznanie się „ze sprzętem” modułów LCD.

Przyłącze modułu LCD

Sama obsługa modułu wyświetlacza wymaga złącza o 14 stykach: dwa do zasilania, jedno do regulacji kontrastu oraz 11 cyfrowych/logicznych sygnałów sterujących (8 z nich to szyna danych do przesyłania kodów znaków oraz poleceń, a 3 sterują operacją zapisu/odczytu). Do tego kompletu dochodzą jeszcze dwa przeznaczone do podświetlenia (technologia LCD nie emituje światła i bazuje na świetle odbitym – w warunkach słabego oświetlenia wymaga podświetlenia). To doprowadziło do ustanowienia standardu 16-pinowego. Samo złącze (16-pinowe) występuje w dwóch wariantach: dwurzędowego (rysunek 3, fotografia 4, gdzie przy określonym ustawieniu można dostrzec na matrycy LCD pola znakowe – jest to wyświetlacz dwuwierszowy) lub jednorzędowego (rysunek 5, fotografia 6).

Znaczenie styków o tym samym numerze w obu przypadkach jest identyczne. Ich funkcja jest następująca:

• pin 1 – GND – potencjał odniesienia (masa),
• pin 2 – VDD – zasilanie wyświetlacza (+5V),
• pin 3 – VO – napięcie kontrastu jako napięcie analogowe,
• pin 4 – RS – sygnał cyfrowy do wyboru rejestru (Register Select) jako: RS=1 oznacza operację dotycząca rejestru danych, RS=0 oznacza operację dotyczącą rejestru poleceń,
• pin 5 – RW – sygnał cyfrowy (Read/Write) informujący moduł, czy dana operacja dotyczy zapisu do modułu czy odczytu z modułu (RW=0 oznacza zapis),
• pin 6 – E – sygnał wyboru (Enable) aktywujący operację zapisu lub odczytu (stanem aktywnym jest E=1),
• pin 7 – DB0 – bit 0 szyny danych,
• pin 8 – DB1 – bit 1 szyny danych,
• pin 9 – DB2 – bit 2 szyny danych,
• pin 10 – DB3 – bit 3 szyny danych,
• pin 11 – DB4 – bit 4 szyny danych,
• pin 12 – DB5 – bit 5 szyny danych,
• pin 13 – DB6 – bit 6 szyny danych,
• pin 14 – DB7 – bit 7 szyny danych,
• pin 15 – anoda diody LED podświetlenia,
• pin 16 – katoda diody LED podświetlenia.

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w kwietniowym numerze czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 4/2025). Pełną wersję czasopisma znajdziesz pod tym linkiem. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 4/2025 znajduje się tutaj.

Andrzej Pawluczuk
apawluczuk@vp.pl

 

Uwaga! Osoby, które nie są (jeszcze) stałymi Patronami ZE, mogą nabyć PDF-y z pełną wersję tego numeru oraz wszystkich innych numerów czasopisma wydanych od stycznia 2023, „stawiając kawę” (10 złotych za jeden numer czasopisma w postaci pliku PDF).
W tym celu należy kliknąć link (https://buycoffee.to/piotr-gorecki), lub poniższy obrazek

Następnie wybrać – Postaw kawę za:
– jeśli jeden numer ZE – 10 zł,
– jeśli kilka numerów ZE – Własna kwota. I tu wpisać kwotę zależną od liczby zamawianych numerów – wydań (N x 10 zł),
Wpisać imię nazwisko.
Podać adres e-mail.
Koniecznie zaznaczyć: „Chcę dodać dedykację/Wiadomość dla Twórcy” i tu wpisać, który numer lub numery ZE mam wysłać na podany adres e-mailowy. Jeśli ma to być numer z tym artykułem trzeba zaznaczyć, że chodzi o ZE 3/2025.
UWAGA!!! E-mail z linkiem do materiałów (Smash) wysyłamy zazwyczaj w ciągu 24 godzin. Czasem zdarza się jednak, że trafia do spamu. Jeśli więc nie pojawi się w ciągu 48 godzin prosimy sprawdzić w folderze spam, a ewentualny problem zgłosić na adres: kontakt@piotr-gorecki.pl.