Принцип работы модулей жки winstar wh1604

Назначение выводов ЖКИ WINSTAR WH1604 представлено в таблице 50.1.

 

Таблица 50.1 - Назначение выводов WH1604

№ вывода	Название	Функция
1	Vss	Общий (GND)
2	Vdd	Напряжение питания (3 или 5 В)
3	Vo	Контрастность
4	RS	Команды/Данные
5	R/W	Чтение/Запись
6	E	Разрешение чтения/записи
7	DB0	Линия данных 0
8	DB1	Линия данных 1
9	DB2	Линия данных 2
10	DB3	Линия данных 3
11	DB4	Линия данных 4
12	DB5	Линия данных 5
13	DB6	Линия данных 6
14	DB7	Линия данных 7
15	A	Напряжение подсветки (+)
16	K	Напряжение подсветки (-)

 

Восемь линий (DB0...DB7) — стандартная шина данных. Уровни на выводах DB0...DB7 — коды операций или данные. Имеются три управляющих линии (RS, R/W, E). Уровни на входах RS, R/W, E определяют режимы, указанные в таблице 50.2.

Контроллер ЖКИ может совместно с внешним контроллером выполнять различные действия: передавать данные по параллельному интерфейсу в обоих направлениях, менять направления заполнения знакомест ЖК-дисплея, манипулировать строками и т. д. После включения питания работа ЖК-модуля всегда начинается с процедуры его инициализации, установки которой сохраняются до выключения питания уст­ройства. К концу процедуры инициализации модуль ЖКИ приводится в состояние готовности к работе с данными. Если инициализация ЖК-модуля прошла успешно, модуль готов к работе — для него задано число строк и размер знакоместа (где зна­коместо — это матрица 5x7 или 5x10 точек).

Таблица 50.2 - Условия выполнения операций чтения/записи

RS	R/W	E	Операция
0	0	1->0	Запись в регистр команд
1	0	1->0	Запись в регистр данных
1	1	0->1->0	Чтение из регистра данных
0	1	0->1->0	Чтение флага занятости (DB7) и счетчика адреса (DB0-DB6)

 

Выбор матрицы производится один раз в ходе процедуры инициализации ЖК-модуля, но можно сменить тип матрицы и в ходе работы. "Высвечивание" точки про­исходит при подаче на нее единицы, если на точку подан ноль, то она "погашена".

В обоих типах матриц имеется дополнительная (восьмая или одинадцатая) строка точек — так называемая курсорная. При включении курсора (программно) все пять точек этой строки "высвечиваются" под тем символом, который будет выведен в последую­щем цикле вывода на индикацию (курсор — элемент удобства и нужен не во всех устройствах). Соседние элементы матрицы отделены друг от друга зазором 0,7 мм. Чаще применима матрица 5x7 точек, выбор символов в этом случае больше, чем при использовании матрицы 5x10 точек.

Символы для отображения размещаются в области энергонезависимой памяти зна­когенератора. Поскольку это ПЗУ, набор символов пользователь изменить не мо­жет. Однако кроме области энергонезависимой памяти знакогенератор имеет в сво­ем составе область оперативной памяти CG RAM, куда можно записать "сконст­руированные" программистом символы. Разработчики оставляют программисту возможность создавать свои символы: до восьми символов для матрицы 5x7 точек в одной ячейке CG RAM или до четырех символов для матрицы 5x10 точек (один сим­вол — в двух ячейках CG RAM). Впрочем, количество "штатных" символов на­столько велико и разнообразно, что их хватает с избытком.

Знакогенератор — это программируемый счетчик, управляющий работой обычной микросхемы ПЗУ. Числа в двоичном представлении знакогенератора выводятся из ячеек ПЗУ запрошенных адресов. Таблица знакогенератора разбита на ячейки, в которых записаны символы по указанным адресам.

Чтобы "запустить" режим записи данных, необходимо сначала выставить "1" на входе RS модуля ЖКИ (R/W — на корпусе), а после этого сформировать на входе E модуля ЖКИ стробирующий перепад от "1" к "0м, инициализирующий команду. После смены на выводе E "1" на "0" содержимое из заранее выбранного адреса ячейки знакогенератора выведется в текущее знакоместо видеопамяти ЖК-дисплея. Таблица адресов видеопамяти ЖК‑дисплея представлена в таблице 50.3.

Таблица 50.3 - Таблица адресов видеопамяти ЖК-дисплея

Знакоместо		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Адреса по строкам	1	00	01	02	03	04	05	06	07	08	09	1A	1B	1C	1D	1E	1F
		20	21	22	23	24	25	26	27
	2	40	41	42	43	44	45	46	47	48	49	4A	4B	4C	4D	4E	4F
										28	29	2A	2B	2C	2D	2E	2F
	3	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	1A	1B	1C	1D	1E	1F
		30	31	32	33	34	35	36	37
	4	50	51	52	53	54	55	56	57	58	59	5A	5B	5C	5D	5E	5F
										38	39	3A	3B	3C	3D	3E	3F

 

К работе видеопамяти привязан курсор. Такая привязка при работе с подобного ро­да устройствами очень полезна. Курсор отмечает то знакоместо, в которое будет выведен на индикацию следующий символ. Текущее знакоместо видеопамяти ЖК- дисплея определяет счетчик АС — реверсивный счетчик с программной установ­кой автоинкремента и автодекремента и с предустановкой числа счета. Если же по ходу заполнения строки символами возникает необходимость в увеличении или уменьшении значения адреса, формируемого счетчиком адреса АС, то программно необходимо сформировать соответствующую команду. Инструкции по формирова­нию команды изменения текущего положения представлены в таблице 50.4. В таблице 50.3 белым фоном выделены адреса ячеек видеопамяти, содержимое которых видимо на экране дисплея сразу (адреса в таблице показаны с привязкой к строкам ЖКИ), се­рым — ячейки, содержимое которых становится видимым на ЖКИ только после циклического сдвига. При этом адреса в области видеопамяти не сдвигаются. После исполнения команды сдвига сдвигается содержимое всех ячеек, перемещаясь из ячейки в ячейку.

 

Таблица 50.4 - Инструкции вывода символов и задания знакоместа на экране ЖКИ

Инструкция	Режим		Двоичный код инструкции
	RS	RW	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
Установка знакомства ЖКИ дисплея	0	0	1	Адрес ячейки видеопамяти
Выбор адреса выводимого из ПЗУ знакогенератора символа в видеопамять	1	0	Адрес ячейки знакогенератора

 

 

Список команд управления ЖКИ представлен в таблице 50.5. В таблице не приведены команды, связанные с чтением из памяти контроллера ЖКИ, но их использование рационально при конструировании сложных фирменных систем индикации и вряд ли потребуется в относительно простых проектах c использованием Arduino.

 

Таблица 50.5- Команды управления

Инструкция	Режим		Двоичный код инструкции								16р. код
	RS	RW	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
Очистка дисплея, сброс данных, кур-сор в начало	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	01
Возврат кур-сора в начало без сброса данных	0	0	0	0	0	0	0	0	1	х	02
Установка направле­ния сдвига курсора I/D дисплея SH	0	0	0	0	0	0	0	1	I/D	SH	04 05 06 07
Дисплей вкл/откл D = (1/0) Изображение курсора В в виде подчеркивания С или мерцающего знакоместа	0	0	0	0	0	0	1	D	C	B	08 09 0А 0B 0C 0D 0E 0F
Сдвиг курсора или дисплея вправо или влево Сдвиг дисплея и кур­сора S/С = 1 Сдвиг только курсора S/С = 0 R/L = 1 вправо R/L = 0 влево	0	0	0	0	0	1	S/C	R/L	x	x	10 18 14 1C
Установка разряд­ности интерфейса восьмиDL = 1, четырехDL = 0 тип матрицы F = 0 — 5x7 F = 0 — 5x10 Число строк N = 1 4 строки	0	0	0	0	1	DL	N	F	x	x	40 60

 

Очистка дисплея со сбросом данных — это принудительная запись во все ячейки видеопамяти символа "пробел" (ячейка с адресом 20h таблицы знакоге­нератора).

  Возврат курсора в начало без сброса данных — означает, что происходит сброс счетчика АС в 0, курсор устанавливается в крайнее левое знакоместо пер­вой строки и ждет вывода символа.

Установка направлений сдвигов курсора (I/D) и дисплея (S) — это касается сдвига при выводе текущего символа на индикацию. I/D, S — управляющие флаги:

1) I/D — флаг реверса счетчика адреса (при инкременте курсор сдвигается вправо на одну позицию, а при декременте — влево на одну позицию):

- I/D = "0" — декремент счетчика адреса АС;

- I/D = "1" — инкремент;

2) S — флаг сдвига всего дисплея:

- S = "0" — сдвиг дисплея не производится;

- S = "1" — производится сдвиг всего дисплея на одну позицию влево (при I/D = 1) или вправо (при I/D = 0).

Включение/выключение изображения курсора в виде подчерка или мер­цающего знакоместа — в состав этой команды входят 3 флага:

1) D — вкл./выкл. изображения (дисплея):

-  D = "1" — изображение включено (основной режим);

-  D = "0" — изображение выключено, однако выключается только изобра­жение, и в этом случае можно производить какие угодно действия, а затем, в нужный момент, включить изображение;

2) С — вкл./выкл. визуального отображения курсора в виде подчерка:

-  С = "1" — курсор в виде подчерка включен;

-  С = "0" — курсор в виде подчерка выключен;

3) В — вкл./выкл. визуального отображения курсора в виде мерцающего знако­места:

-  В = "1" — курсор в виде мерцающего знакоместа включен;

-  В = "0" — курсор в виде мерцающего знакоместа выключен.

Для выключения визуального отображения курсора (при D = 1) необходимо в битах С и В "выставить" нули.

 Сдвиг курсора или дисплея на одну позицию вправо или влево:

1) S/C — флаг указателя объекта сдвига:

-  S/C = "1" — сдвигается дисплей вместе с курсором в направлении, указан­ном флагом R/L;

- S/C = "0" — сдвигается курсор (без сдвига дисплея) в направлении, ука­занном флагом R/L;

2) R/L — флаг указателя направления сдвига:

- R/L = "1" — сдвиг объекта сдвига (определяется флагом S/C) на одно зна­коместо вправо;

- R/L = "0" — сдвиг объекта сдвига (определяется флагом S/C) на одно зна­коместо влево.

Установка разрядности интерфейса, типа матрицы и количества активных строк:

1) DL — флаг, определяющий разрядность параллельного интерфейса, соеди­няющего контроллер с ЖК-модулем в части касающейся линий DB0...DB7:

- DL = 1 — 8 разрядов;

- DL = "0" — 4 разряда.

2) N — флаг, определяющий количество активных строк:

- N = "1" — работают 4 строки;

-  N = "0" — работают 2 строки.

3) F — флаг, определяющий тип матрицы:

-  F = "1" — 5x10 точек;

-  F ="0" — 5x7 точек.

Необходимая длительность временных задержек (не меньше заданного техниче­скими условиями) установки байта данных или команды на линиях DB0...DB7 по отношению к моменту активного перепада на выводе E обеспечивается программ­ными средствами.

 

Библиотека LiquidCrystal

Управлять ЖК-индикаторами, работающими на контроллере Hitachi HD44780 (или совместимом чипсете), который находится в большинстве символьных жидкокри­сталлических индикаторов, позволяет библиотека LiquidCrystal, входящая в стан­дартный комплект поставки Arduino. Библиотека LiquidCrystal работает в четырех или в восьмиразрядном режиме (т. е. использует четыре или восемь линий данных в дополнение к линиям управления RS, ENABLE и опционально RW).

В библиотеке реализованы следую­щие функции:

 

LiquidCrystal();	write();
begin();	print();
clear();	cursor();
home();	noCursor();
setCursor();	blink();
noBlink();	autoscroll();
display();	noAutoscroll();
noDisplay();	leftToRight();
scrollDisplayLeft();	rightToLeft();
scrollDisplayRight();	createChar()

 

Функция LiquidCrystal()

Функция LiquidCrystal() создает переменную типа LiquidCrystal. Индикатором можно управлять, используя 4 или 8 линий данных. Для подключения по четырехм лини­ям пропустите контакты от D0 до D3 и оставьте эти линии неподключенными. Кон­такт RW может быть соединен с "землей" вместо соединения с контактом платы Arduino. Если в вашей схеме так — пропустите этот параметр функции.

Синтаксис функции LiquidCrystal():

LiquidCrystal(rs, enable, d4, d5, d6, d7)

LiquidCrystal(rs, rw, enable, d4, d5, d6, d7)

LiquidCrystal(rs, enable, d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7)

LiquidCrystal(rs, rw, enable, d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7)

Параметры:

- rs — номер контакта платы Arduino, который соединяется с контактом RS жид­кокристаллического индикатора;

- rw — номер контакта платы Arduino, который соединяется с контактом RW жид­кокристаллического индикатора (опционально);

- enable — номер контакта платы Arduino, который соединяется с контактом ENABLE жидкокристаллического индикатора;

- d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7 — номера контактов платы Arduino, которые со­единяются соответственно с контактами данных жидкокристаллического инди­катора. D0, D1, D2 И D3 опциональны — если они не задействованы, жидкокри­сталлический индикатор будет управляться только через 4 линии данных (D4, D5, D6, D7).

 

Пример использования функции LiquidCrystal():

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(12, 11, 10, 5, 4, 3, 2); void setup()

{lcd.print("hello, world!");} void loop() {;}

 

Функция begin()

Функция begin() определяет размерность (количество символов в ширину и высо­ту) индикатора.

Синтаксис функции begin ():

lcd.begin(cols, rows)

Параметры:

- lcd — переменная типа LiquidCrystal;

- cols — количество символов в строке;

- rows — количество строк.

 

Функция clear()

Функция clear () очищает экран жидкокристаллического индикатора и располагает курсор в верхнем левом углу.

Синтаксис функции clear ():

lcd.clear();

Параметр: lcd — переменная типа LiquidCrystal.

Функция home()

Функция home() располагает курсор в верхнем левом углу жидкокристаллического индикатора. Используется для определения начального положения при выводе по­следовательного текста на экран индикатора. Чтобы еще и очистить экран индика­тора, используйте вместо этой функции функцию clear ().

Синтаксис функции home ():

lcd.home()

Параметр: lcd — переменная типа LiquidCrystal.

Функция setCursor()

Функция setCursor () позиционирует курсор жидкокристаллического индикатора, т. е. устанавливает положение, в котором на его экран будет выведен последующий текст.

Синтаксис функции setCursor (): lcd.setCursor(col, row)

Параметры:

- lcd — переменная типа LiquidCrystal;

- col — номер знакоместа в ряду (начиная с 0 для первого знакоместа);

- row — номер ряда (начиная с 0 для первого ряда).

Функция write()

Функция write() записывает символ в жидкокристаллический индикатор.

Синтаксис функции write ():

lcd.write(data)

Параметры:

- lcd переменная типа LiquidCrystal;

- data — символ, записываемый в индикатор.

 

Пример использования функции write ():

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(12, 11, 10, 5, 4, 3, 2); void setup()

{Serial.begin(9600); } void loop()

{

if (Serial.available()) lcd.write(Serial.read());

}

 

Функция print()

Функция print() печатает текст на жидкокристаллическом индикаторе.

Синтаксис функции print ():

lcd.print(data) lcd.print(data, BASE)

Параметры:

- lcd — переменная типа LiquidCrystal;

- data — данные для печати (тип char, byte, int, long или string);

- BASE (опционально) — основание, по которому печатаются числа: BIN для дво­ичных (основание 2), dec для десятичных (основание 10), oct для восьмеричных (основание 8), hex для шестнадцатеричных (основание 16).

 

Пример использования функции print ():

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(12, 11, 10, 5, 4, 3, 2); void setup()

{lcd.print("hello, world!");} void loop() {;}

 

Функция cursor()

Функция cursor() выводит на экран жидкокристаллического индикатора курсор — подчеркивание знакоместа в позиции, в которую будет записан следующий символ.

 

Синтаксис функции cursor():

lcd.cursor()

Параметр: lcd — переменная типа LiquidCrystal.

 

Функция noCursor()

Функция noCursor() скрывает курсор с экрана жидкокристаллического индикатора. Синтаксис функции noCursor(): lcd.noCursor()

Параметр: lcd — переменная типа LiquidCrystal.

 

Функция blink()

Функция blink() выводит на экран жидкокристаллического индикатора мигающий курсор. Если она используется в комбинации с функцией cursor(), результат будет зависеть от конкретного индикатора.

Синтаксис функции blink():

lcd.blink()

Параметр: lcd — переменная типа LiquidCrystal.

 

Функция noBlink()

Функция noBlink () выключает мигающий курсор на экране жидкокристаллическо­го индикатора.

Синтаксис функции noBlink(): lcd.noBlink()

Параметр: lcd — переменная типа LiquidCrystal.

 

Функция display()

Функция display() включает жидкокристаллический индикатор после того, как он был выключен функцией noDisplay(). Эта функция восстанавливает текст (и кур­сор), который был на дисплее.

Синтаксис функции display():

lcd.display()

Параметр: lcd — переменная типа LiquidCrystal.

 

Функция noDisplay()

Функция noDisplay () выключает жидкокристаллический индикатор без потери ото­бражаемой на нем информации.

Синтаксис функции noDisplay ():

lcd.noDisplay()

Параметр: lcd — переменная типа LiquidCrystal.

 

Функция scrollDisplayLeft()

Функция scrollDisplayLeft() прокручивает информацию на экране индикатора (текст и курсор) на одно знакоместо влево.

Синтаксис функции scrollDisplayLeft ():

lcd.scrollDisplayLeft()

Параметр: lcd — переменная типа LiquidCrystal.