Заполучил я тут от хорошего магазина Чип Резистор очередной девайс для изучения и применения в полезных устройствах. Сей девайс оказался заточен для управления ЖК дисплеем под управлением контроллера HD44780, в 4-х битном режиме. Для этой цели на плате установлена микросхема , которая является преобразователем шины I2C в параллельный 8 битный порт.

Плата разведена таким образом, чтобы ее можно было сразу скрестить с ЖК дисплеем. На вход подается питание и линии I2C. На плате сразу установлены подтягивающие резисторы на линиях SCL и SDA, потенциометр для регулировки контрастности и питание самого дисплея.

Джампер справа включает/отключает подсветку. Далее вооружившись тестером была составлена следующая табличка. После изучения модуля было выявлено что P3 управляет подсветкой. Если джампер установлен, то 1 включает подсветку, а 0 выключает. При снятом джампере подсветка всегда выключена. Далее было принято решение дополнить библиотеку axlib функциями для работы с шиной I2C(программная реализация) и функциями для управления микросхемой PCF8574. В двух словах как работает модуль. Для того чтобы вывести параллельно байт, для этого нужно послать в шину I2C адрес микросхемы (по умолчанию он равен 0x4E. Так же можно менять адрес методом впаивания перемычек на плате и меняя значение трех младших разрядов адреса), затем после получения ACK посылается байт данных. После того как микросхема отвечает ACK, байт появляется на параллельном порту микросхемы. Для управления ЖК дисплеем я взял функции из библиотеки axlib и немного переделал их для работы с шиной I2C. #include #include #include #include #define ADD 0x4E // Адрес микросхемы /* LCD Микросхема RS P0 RW P1 EN P2 D4 P4 D5 P5 D6 P6 D7 P7 На ножке P3 подключени подсветка. 1 вкл, 0 выкл. */ // Вывод данных com |= 0x04; // Е в единицу pcf8574_byte_out(com, ADD); // Вывод данных com &= 0xFB; // Е в ноль pcf8574_byte_out(com, ADD); // Вывод данных } void init(void) { _delay_ms(30); com(0x30); _delay_us(40); com(0x30); // Переход в 4-х битный режим _delay_us(40); // Задержка для выполнения команды com(0x30); // Переход в 4-х битный режим _delay_us(40); // Задержка для выполнения команды com(0x20); // Переход в 4-х битный режим _delay_us(40); // Задержка для выполнения команды com(0x20); // Установка параметров com(0x80); // Установка параметров com(0x00); // Выключаем дисплей com(0x80); // Выключаем дисплей com(0x00); // Очищаем дисплей com(0x10); // Очищаем дисплей com(0x00); com(0x60); // Устанавливаем режим ввода данных com(0x00); com(0xC0); // Включаем дисплей с выбранным курсором } void char_out(BYTE data) { BYTE data_h = ((data & 0xF0) + 0x09); BYTE data_l = ((data // Передача старших 4 бит data_h |= 0x04; pcf8574_byte_out(data_h, ADD); // Передача старших 4 бит // Передача старших 4 бит // Передача младших 4 бит // Передача младших 4 бит // Передача младших 4 бит } void str_out(BYTE *str) { while((*str) != "\0") { char_out(*str); str++; } } int main(void) { init(); str_out("ЁPҐBET MҐP!"); while(1) { } } Собственно что здесь происходит. Сначала подключаем библиотеки для I2C и для PCF8574. Про I2C я писал уже , поэтому распинаться еще раз на буду, а вот что в PCF8574.h я расскажу. В состав библиотеки вошли всего три функции.
BYTE pcf8574_test(BYTE add) { BYTE ask = ACK; add &= 0xFE; i2c_start(); ask = i2c_send_byte(add); i2c_stop(); return ask; } Первая функция была написана для проверки наличия устройства на шине. В принципе ее можно применять для поиска любого устройства находящегося на шине. Функция принимает адрес искомого устройства и если оно отвечает, то возвращает ноль. Если устройство с таким адресом нет на шине, то вернет единицу.
BYTE pcf8574_byte_out(BYTE data, BYTE add) { BYTE ask = ACK; add &= 0xFE; i2c_start(); ask = i2c_send_byte(add); if(!ask) ask = i2c_send_byte(data); i2c_stop(); return ask; } Эта функция уже заточена чисто под данную микросхему. В качестве аргументов ей передаются байт для передачи в шину и адрес микросхемы. Функция сначала запросит микросхему по адресу, а затем пошлет байт. Если микросхема получила байт и ответила ACK, то функция закончит работу с микросхемой и вернет ноль как удачная посылка байта. А микросхема в это время выведет этот байт в свой параллельный порт. Иначе получим NACK и вернем единицу, передача провалилась.
BYTE pcf8574_str_out(BYTE *data, BYTE col, BYTE add) { BYTE ask = ACK; add &= 0xFE; i2c_start(); ask = i2c_send_byte(add); for(BYTE i=0; i Эта функция создана для эксперимента. Принимает указатель на массив однобайтовых данных, количество этих байт и адрес микросхемы. Собственно попытка передать все данные одной сессией, а не одним байтом за сессию. Функция работает, но так для ЖК дисплея и не подошла. А теперь давайте вернемся к основной программе. После подключения библиотек, прописываем адрес микросхемы. Далее создаем три функции по аналогии с lcd.h. Отличие лишь в принципе передачи данных.
void com(BYTE com) { com |= 0x08; // Р3 в единицу, дабы горела подсветка pcf8574_byte_out(com, ADD); // Вывод данных com |= 0x04; // Е в единицу pcf8574_byte_out(com, ADD); // Вывод данных com &= 0xFB; // Е в ноль pcf8574_byte_out(com, ADD); // Вывод данных } Эта функция передает только команды дисплею. Отсюда появилась первая строка с логическим сложением команды с 0х08. Эта бяка нужна из-за того что мы передаем байт не прямо в порт ЖК дисплея, а через наш ретранслятор. То есть если мы подали байт, а потом нам нужно вывести только один бит, то соизвольте к предыдущему байту присвоит нужный бит и уже его снова отправить в порт. Вот такая заморочка. Сложение с 0х08 необходимо для постоянного удержания единицы на третьем разряде. Помните про подсветку? Вот именно это сложение и включает подсветку. После вызываем функцию передачи байта в шину. О ней написано выше. Затем передаем байт по шине в микросхему. Далее следует выставить в единицу Е, чем собственно занимается логическое сложение байта с 0х04. После обнуление Е. Таким образом можно послать любую команду дисплею лишь передав в качестве аргумента саму команду. void init(void) { _delay_ms(30); // Пауза после подачи питания com(0x30); // Переход в 4-х битный режим _delay_us(40); // Задержка для выполнения команды com(0x30); // Переход в 4-х битный режим _delay_us(40); // Задержка для выполнения команды com(0x30); // Переход в 4-х битный режим _delay_us(40); // Задержка для выполнения команды com(0x20); // Переход в 4-х битный режим _delay_us(40); // Задержка для выполнения команды com(0x20); // Установка параметров com(0x80); // Установка параметров com(0x00); // Выключаем дисплей com(0x80); // Выключаем дисплей com(0x00); // Очищаем дисплей com(0x10); // Очищаем дисплей com(0x00); // Устанавливаем режим ввода данных com(0x60); // Устанавливаем режим ввода данных com(0x00); // Включаем дисплей с выбранным курсором com(0xC0); // Включаем дисплей с выбранным курсором } Эта функция занимается лишь инициализацией дисплея. Последовательность команд взята из даташита на ЖК дисплей. void char_out(BYTE data) { BYTE data_h = ((data & 0xF0) + 0x09); BYTE data_l = ((data // Передача старших 4 бит data_h |= 0x04; pcf8574_byte_out(data_h, ADD); // Передача старших 4 бит data_h &= 0xF9; pcf8574_byte_out(data_h, ADD); // Передача старших 4 бит pcf8574_byte_out(data_l, ADD); // Передача младших 4 бит data_l |= 0x04; pcf8574_byte_out(data_l, ADD); // Передача младших 4 бит data_l &= 0xF9; pcf8574_byte_out(data_l, ADD); // Передача младших 4 бит } Эта функция передает данные ЖК дисплею. Выполняется так же как и команды за исключением того, что передача байта идет сначала старшим полубайтом, а затем младшим. А остальное тоже самое. void str_out(BYTE *str) { while((*str) != "\0") { char_out(*str); str++; } } Ну, а эта функция чисто для передачи строки дисплею. Собственно к нашей теме она никакого отношения не имеет.

Проект для AtmelStudio 6.2 

Грамотный 01.08.15 17:11

Запятая пропущена. Правильно: "ПРИВЕТ, МИР!" И сей девайс заточен не только для HD44780. Подтягивающие резисторы ставятся со стороны мастера. Согласно спецификации, запись данных в контроллер LCD идет по спаду Е. Отсюда первая же функция упрощается: void com(BYTE com) { com |= 0x08; // подсветка pcf8574_byte_out(com | 0x04, ADD);// Вывод данных pcf8574_byte_out(com, ADD); // Е в ноль } Да и остальные тоже существенно меньше могут быть. Например, void char_out(BYTE data) будет всего из двух вызовов, и уж тем более без дополнительных переменных. Инициализация LCD выполнена с нарушениями спецификации таймингов.

Алексей 02.08.15 19:11

Из-за отсутствия запятой, дисплей не пострадает. Сей девайc как раз заточен именно под дисплеи с таким, либо аналогичным контроллером. А вот именно микросхема действительно простой расширитель порта. По поводу Е я согласен. Дополнительные переменные нужны. Если передать функции аргумент с выполнением неких действий с логикой, могут возникнуть глюки. Уже с таким сталкивался. Инициализация выполняется без нарушений тайменгов. В документации сказано, что между командами ставиться пауза 40 мкс. Из-за того что передача идет по шине i2c, а та в свою очередь программная и медленная, то периоды выполняются с лихвой. Если все же Вам не лень, то напишите свой вариант и пришлите мне. Я его опубликую. В конце концов данный сайт предназначен на любительскую аудиторию и каждый кто хочет может высказать свое мнение и видение на жизнь МК.

Алексей 06.08.15 09:14

Добавлены тайменги при инициализации дисплея по замечанию уважаемого "Грамотного"

Дмитрий 14.06.16 21:57

Здравствуйте Алексей.Можно в генератор кода добавить библиотеку для работы с PCF8574.

Алексей 14.06.16 22:32

Я подумаю.))

ruslan 21.12.16 19:54
Алексей 21.12.16 21:53

О да. Особенно код на асме. Ардуинщики оценят по полной)))

Пы.сы.
Даже если не взирать на асм, то там прога написана под PIC контроллер. Для AVRщиков это "очень" полезная информация? особенно начинающим))) Я ничего не имею против PIC, но даже асм у PIC и AVR разный. А по поводу подробностей работы ЖК дисплея, то можно глянуть ))) Правда я ее еще писал под CVAVR но все команды разобраны и разложены по полочкам. Но в любом случае решайте сами где понятнее написано))) Автор пишет, читатель выбирает.

GeK 04.01.17 12:52

"I2C адрес микросхемы (по умолчанию он равен 0x4E"

Старшие 4 бита адреса фиксированы,
префикс У PCF8574 равен 0100, а у PCF8574A - 0111
Младшие 3 бита зависят от состояния входов микросхемы A2-A0. По умолчанию все 3 перемычки разомкнуты, соответственно адрес микросхемы принимает значение 0111111.
// A2 A1 A0 PCF8574 PCF8574A
// 1 1 1 0x20 0x38
// 1 1 0 0x21 0x39
// 1 0 1 0x22 0x3A
// 1 0 0 0x23 0x3B
// 0 1 1 0x24 0x3C
// 0 1 0 0x25 0x3D
// 0 0 1 0x26 0x3E
// 0 0 0 0x27 0x3F

Алексей 04.01.17 14:27

Что-то вы перепутали.
Выписка из документации на микросхему

0b01001110 это 0x4E
Так что тут все верно. А если нужно сменить адрес, то всего лишь нужно его поменять в дефайне.

Юрий 14.12.17 21:26

Доброго времени суток! А можно еще код функции lcdgotoxy и lcdclear для работы с переходником на PCF8574.

Александр 20.05.18 18:14

Доброго времени суток! как вы выводите русский текст.

Алексей 20.05.18 23:04

Это отечественный дисплей от фирмы МЭЛТ. У него в памяти зашита кириллица.

Александр 21.05.18 04:55

Доброго времени суток! Я пиши как у вас в Проект для AtmelStudio 6.2 " ЁPҐBET MҐP!" то выводит нормально
а если пиши "ПРИВЕТ МИР!" выводит ерунду всякую. у меня два
варианта дисплеев у одного зашита кириллица. второй китайский.

Алексей 21.05.18 09:22

Я бы для начала написал бы тестовою программу. Перебор всей памяти с выводом на дисплей символов и их адресов. А потом уже выеснять в чем проблема. Скорее всего таблица символов не совпадает с таблицей ascii.

Андрей 03.09.18 08:32

День Добрый!

А схемку под Proteus не можете подкинуть?

Андрей 03.09.18 10:22

Или в Proteuse никто не проверял?

Андрей 03.09.18 10:56

Разобрался main_init

Павел 30.05.19 23:35

Любопытная вещь, адрес дисплея 0х4Е, а если тот же дисплей подключить к ардуинке то адрес 0х27

Павел 31.05.19 11:04

Спасибо огромное за Вашу работу! Перерыл весь интернет, ни один из приведенных примеров кроме Вашего не заработал. Единственное, в архиве проекта в функции инициализации дисплея не прописаны задержки _delay_, и он соответственно не работает

Алексей 01.06.19 09:52

Ну это больше демонстрационный проект. По хорошему нужно библиотеку axlib переписывать, но с учетом того что STM32 и STM8 двигается семимильными шагами, смысла в AVR уже нет вообще.

Павел 05.06.19 12:57

У STM нет DIP корпусов, сложнее делать печатные платы. Для моих проектов возможностей AVR хватает с запасом, на одной Atmega 8 очень много можно уместить

Алексей 05.06.19 15:20

Да, но сколько стоит Atmega8 и stm8s003)))

Дмитрий 07.06.19 00:41

Здравствуй, Алексей.
Подскажи, пожалуйста, как нужно читать из pcf8574 состояние порта?
Хочу сделать внешний блок, 8 GPIO по шине i2c - саме оно.

Дмитрий 07.06.19 17:56

Сам себе отвечу
Функция возвращает байт - состояние портов микросхемы
uint8_t pcf8574_byte_rcv(uint8_t addr)
{
uint8_t ask = ACK;
addr |= 0b01; //READ
uint8_t data=0;
i2c_start();
ask = i2c_send_byte(addr);
if(!ask) data = i2c_read_byte(NACK);
i2c_stop();

Return data;
}

Павел 07.06.19 20:37

Сколько стоит, 150 рублей, по цене релюшки в общем), а как вы разводите платы под STM? ЛУТ ненадежен, ЧПУ фрезер не уверен что возьмет (не пробовал)

С номиналами от 10 Ом до 1 МОм);

  • 2 резистора по 4,7 кОм (из того же набора);
  • соединительные провода (например, вот хороший набор);
  • компьютер с Arduino IDE.

    • 1 Описание интерфейса I2C

    Последовательный протокол обмена данными IIC (также называемый I2C - Inter-Integrated Circuits, межмикросхемное соединение) использует для передачи данных две двунаправленные линии связи, которые называются шина последовательных данных SDA (Serial Data) и шина тактирования SCL (Serial Clock) . Также имеются две линии для питания. Шины SDA и SCL подтягиваются к шине питания через резисторы.

    В сети есть хотя бы одно ведущее устройство (Master) , которое инициализирует передачу данных и генерирует сигналы синхронизации. В сети также есть ведомые устройства (Slave) , которые передают данные по запросу ведущего. У каждого ведомого устройства есть уникальный адрес, по которому ведущий и обращается к нему. Адрес устройства указывается в паспорте (datasheet). К одной шине I2C может быть подключено до 127 устройств, в том числе несколько ведущих. К шине можно подключать устройства в процессе работы, т.е. она поддерживает «горячее подключение».

    Давайте рассмотрим временную диаграмму обмена по протоколу I2C. Есть несколько различающихся вариантов, рассмотрим один из распространённых. Воспользуемся логическим анализатором, подключённым к шинам SCL и SDA.

    Мастер инициирует обмен. Для этого он начинает генерировать тактовые импульсы и посылает их по линии SCL пачкой из 9-ти штук. Одновременно на линии данных SDA он выставляет адрес устройства , с которым необходимо установить связь, которые тактируются первыми 7-ми тактовыми импульсами (отсюда ограничение на диапазон адресов: 2 7 = 128 минус нулевой адрес). Следующий бит посылки - это код операции (чтение или запись) и ещё один бит - бит подтверждения (ACK), что ведомое устройство приняло запрос. Если бит подтверждения не пришёл, на этом обмен заканчивается. Или мастер продолжает посылать повторные запросы.

    Это проиллюстрировано на рисунке ниже.. В первом случае, для примера, отключим ведомое устройство от шины. Видно, что мастер пытается установить связь с устройством с адресом 0x27, но не получает подтверждения (NAK). Обмен заканчивается.


    Теперь подключим к шине I2C ведомое устройство и повторим операцию. Ситуация изменилась. На первый пакет с адресом пришло подтверждение (ACK) от ведомого. Обмен продолжился. Информация передаётся также 9-битовыми посылками, но теперь 8 битов занимают данные и 1 бит - бит подтверждения получения ведомым каждого байта данных. Если в какой-то момент связь оборвётся и бит подтверждения не придёт, мастер прекратит передачу.

    2 Реализация I2C в Arduino

    Arduino использует для работы по интерфейсу I2C два порта. Например, в Arduino UNO и Arduino Nano аналоговый порт A4 соответствует SDA, аналоговый порт A5 соответствует SCL.


    Для других моделей плат соответствие выводов такое:

    3 Библиотека "Wire" для работы с IIC

    Для облегчения обмена данными с устройствами по шине I2C для Arduino написана стандартная библиотека Wire . Она имеет следующие функции:

    Функция Назначение
    begin(address) инициализация библиотеки и подключение к шине I2C; если не указан адрес, то присоединённое устройство считается ведущим; используется 7-битная адресация;
    requestFrom() используется ведущим устройством для запроса определённого количества байтов от ведомого;
    beginTransmission(address) начало передачи данных к ведомому устройству по определённому адресу;
    endTransmission() прекращение передачи данных ведомому;
    write() запись данных от ведомого в ответ на запрос;
    available() возвращает количество байт информации, доступных для приёма от ведомого;
    read() чтение байта, переданного от ведомого ведущему или от ведущего ведомому;
    onReceive() указывает на функцию, которая должна быть вызвана, когда ведомое устройство получит передачу от ведущего;
    onRequest() указывает на функцию, которая должна быть вызвана, когда ведущее устройство получит передачу от ведомого.

    4 Подключение I2C устройства к Arduino

    Давайте посмотрим, как работать с шиной I2C с помощью Arduino.

    Сначала соберём схему, как на рисунке. Будем управлять яркостью светодиода, используя цифровой 64-позиционный потенциометр AD5171 (см. техническое описание), который подключается к шине I2C. Адрес, по которому мы будем обращаться к потенциометру - 0x2c (44 в десятичной системе).


    5 Управление устройством по шине IIC

    Рассмотрим диаграммы информационного обмена с цифровым потенциометром AD5171, представленные в техническом описании:


    Нас тут интересует диаграмма записи данных в регистр RDAC . Этот регистр используется для управления сопротивлением потенциометра.

    Откроем из примеров библиотеки "Wire" скетч: Файл Образцы Wire digital_potentiometer . Загрузим его в память Arduino.

    #include // подключаем библиотеку "Wire" byte val = 0; // значение для передачи потенциометру void setup() { Wire.begin(); // подключаемся к шине I2C как мастер } void loop() { Wire.beginTransmission(44); // начинаем обмен с устройством с I2C адресом "44" (0x2C) Wire.write(byte(0x00)); // посылаем инструкцию записи в регистр RDAC Wire.write(val); // задаём положение 64-позиционного потенциометра Wire.endTransmission(); // завершаем I2C передачу val++; // инкрементируем val на 1 if (val == 63) { // по достижении максимума потенциометра val = 0; // сбрасываем val } delay(500); }

    После включения вы видите, как яркость светодиода циклически нарастает, а потом гаснет. При этом мы управляем потенциометром с помощью Arduino по шине I2C.

    • Модуль FC-113 сделан на базе микросхемы PCF8574T, которая представляет собой 8-битный сдвиговый регистр - «расширитель» входов-выходов для последовательной шины I2C. На рисунке микросхема обозначена DD1.
    • R1 - подстроечный резистор для регулировки контрастности ЖК дисплея.
    • Джампер J1 используется для включения подсветки дисплея.
    • Выводы 1…16 служат для подключения модуля к выводам LCD дисплея.
    • Контактные площадки А1…А3 нужны для изменения адреса I2C устройства. Запаивая соответствующие перемычки, можно менять адрес устройства. В таблице приведено соответствие адресов и перемычек: "0" соответствует разрыву цепи, "1" - установленной перемычке. По умолчанию все 3 перемычки разомкнуты и адрес устройства 0x27 .

    2 Схема подключения ЖК дисплея к Arduino по протоколу I2C

    Подключение модуля к Arduino осуществляется стандартно для шины I2C: вывод SDA модуля подключается к аналоговому порту A4, вывод SCL - к аналоговому порту A5 Ардуино. Питание модуля осуществляется напряжением +5 В от Arduino. Сам модуль соединяется выводами 1…16 с соответствующими выводами 1…16 на ЖК дисплее.


    3 Библиотека для работы по протоколу I2C

    Теперь нужна библиотека для работы с LCD по интерфейсу I2C. Можно воспользоваться, например, вот этой (ссылка в строке "Download Sample code and library").

    Скачанный архив LiquidCrystal_I2Cv1-1.rar разархивируем в папку \libraries\ , которая находится в директории Arduino IDE.

    Библиотека поддерживает набор стандартных функций для LCD экранов:

    Функция Назначение
    LiquidCrystal() создаёт переменную типа LiquidCrystal и принимает параметры подключения дисплея (номера выводов);
    begin() инициализация LCD дисплея, задание параметров (кол-во строк и символов);
    clear() очистка экрана и возврат курсора в начальную позицию;
    home() возврат курсора в начальную позицию;
    setCursor() установка курсора на заданную позицию;
    write() выводит символ на ЖК экран;
    print() выводит текст на ЖК экран;
    cursor() показывает курсор, т.е. подчёркивание под местом следующего символа;
    noCursor() прячет курсор;
    blink() мигание курсора;
    noBlink() отмена мигания;
    noDisplay() выключение дисплея с сохранением всей отображаемой информации;
    display() включение дисплея с сохранением всей отображаемой информации;
    scrollDisplayLeft() прокрутка содержимого дисплея на 1 позицию влево;
    scrollDisplayRight() прокрутка содержимого дисплея на 1 позицию вправо;
    autoscroll() включение автопрокрутки;
    noAutoscroll() выключение автопрокрутки;
    leftToRight() задаёт направление текста слева направо;
    rightToLeft() направление текста справа налево;
    createChar() создаёт пользовательский символ для LCD-экрана.

    4 Скетч для вывода текста на LCD экран по шине I2C

    Откроем образец: Файл Образцы LiquidCrystal_I2C CustomChars и немного его переделаем. Выведем сообщение, в конце которого будет находиться мигающий символ. В комментариях к коду прокомментированы все нюансы скетча.

    #include // подключаем библиотеку Wire #include // подключаем библиотеку ЖКИ #define printByte(args) write(args); // uint8_t heart = {0x0,0xa,0x1f,0x1f,0xe,0x4,0x0}; // битовая маска символа «сердце» LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // Задаём адрес 0x27 для LCD дисплея 16x2 void setup() { lcd.init(); // инициализация ЖК дисплея lcd.backlight(); // включение подсветки дисплея lcd.createChar(3, heart); // создаём символ «сердце» в 3 ячейке памяти lcd.home(); // ставим курсор в левый верхний угол, в позицию (0,0) lcd.!"); // печатаем строку текста lcd.setCursor(0, 1); // перевод курсора на строку 2, символ 1 lcd.print(" i "); // печатаем сообщение на строке 2 lcd.printByte(3); // печатаем символ «сердце», находящийся в 3-ей ячейке lcd.print(" Arduino "); } void loop() { // мигание последнего символа lcd.setCursor(13, 1); // перевод курсора на строку 2, символ 1 lcd.print("\t"); delay(500); lcd.setCursor(13, 1); // перевод курсора на строку 2, символ 1 lcd.print(" "); delay(500); }

    Кстати, символы, записанные командой lcd.createChar(); , остаются в памяти дисплея даже после выключения питания, т.к. записываются в ПЗУ дисплея 1602.

    5 Создание собственных символов для ЖК дисплея

    Немного подробнее рассмотрим вопрос создания собственных символов для ЖК экранов. Каждый символ на экране состоит из 35-ти точек: 5 в ширину и 7 в высоту (+1 резервная строка для подчёркивания). В строке 6 приведённого скетча мы задаём массив из 7-ми чисел: {0x0, 0xa, 0x1f, 0x1f, 0xe, 0x4, 0x0} . Преобразуем 16-ричные числа в бинарные: {00000, 01010, 11111, 11111, 01110, 00100, 00000} . Эти числа - не что иное, как битовые маски для каждой из 7-ми строк символа, где "0" обозначают светлую точку, а "1" - тёмную. Например, символ сердца, заданный в виде битовой маски, будет выглядеть на экране так, как показано на рисунке.

    6 Управление ЖК экраном по шине I2C

    Загрузим скетч в Arduino. На экране появится заданная нами надпись с мигающим курсором в конце.


    7 Что находится «за» шиной I2C

    В качестве бонуса рассмотрим временную диаграмму вывода латинских символов "A", "B" и "С" на ЖК дисплей. Эти символы имеются в ПЗУ дисплея и выводятся на экран просто передачей дисплею их адреса. Диаграмма снята с выводов RS, RW, E, D4, D5, D6 и D7 дисплея, т.е. уже после преобразователя FC-113 «I2C параллельная шина». Можно сказать, что мы погружаемся немного «глубже» в «железо».


    Временная диаграмма вывода латинских символов "A", "B" и "С" на LCD дисплей 1602

    На диаграмме видно, что символы, которые имеются в ПЗУ дисплея (см. стр.11 даташита, ссылка ниже), передаются двумя полубайтами, первый из которых определяет номер столбца таблицы, а второй - номер строки. При этом данные «защёлкиваются» по фронту сигнала на линии E (Enable), а линия RS (Register select, выбор регистра) находится в состоянии логической единицы, что означает передачу данных. Низкое состояние линии RS означает передачу инструкций, что мы и видим перед передачей каждого символа. В данном случае передаётся код инструкции возврата каретки на позицию (0, 0) ЖК дисплея, о чём также можно узнать, изучив техническое описание дисплея.

    И ещё один пример. На этой временной диаграмме показан вывод символа «Сердце» на ЖК дисплей.


    Опять, первые два импульса Enable соответствуют инструкции Home() (0000 0010 2) - возврат каретки на позицию (0; 0), а вторые два - вывод на ЖК дисплей хранящийся в ячейке памяти 3 10 (0000 0011 2) символ «Сердце» (инструкция lcd.createChar(3, heart); скетча).

    В этой статье расскажу, как использовать интерфейсный модуль I2C для управления LCD дисплеем (2×16 / 20х4) с помощью Arduino. Данный модуль позволяет уменьшить количество используемых выводов контроллера, вместо 8 или 4-битного соединения, требуется только 2 вывода (SDA и SCL).

    Технические параметры

    Поддержка дисплеев: LCD 16×02 / 20×04
    Дополнительно: регулировка контрастности
    Напряжение питания. 5В
    Интерфейс: I2C
    Габариты: 54мм x 19мм x 15мм

    Общие сведения интерфейсного модуля I2C

    Поскольку количество контактов на контроллерах Arduino ограничено и часто при использовании различных датчиков и модулей они заканчиваются, появляется необходимость в их экономии, для этих случай разработан этот модуль, с его помощью можно реализовать передачу по двум контактам (SDA и SCL).

    Теперь немного о самом модуле, построен он на микросхеме PCF8574T. Резисторы R8 (4.7кОм) и R9 (4.7кОм) необходимы для подтяжки линий SDA и SCL, в идеале при подключении двух и более устройств по шине I2C необходимо использовать подтяжку только на одном устройств, позже напишу почему. На плате предусмотрены три перемычки (по схеме видно что линии A0, A1, A2 подтянуты к питанию через резисторы R4, R5, R6), необходимы они для смены адресации устройства, всего их 8 вариантов. Изменение адресации дает нам возможность подключения до восьми устройств по шине IC2 c микросхемой PCF8574T, варианты адресов показаны на рисунке (по умолчанию адрес устройства 0x27). Так же модуль оснащен потенциометром R11 с его помощью можно изменить контрастность LCD дисплея.

    Для соединения на модуле расположено три группы контактов:

    Первая группа:
    SCL: линия тактирования (Serial CLock)
    SDA: линия данных (Serial Dфta)
    VCC: «+» питание
    GND: «-» питание

    Вторая группа:
    VSS: «-» питание
    VDD: «+» питание
    VO: Вывод управления контрастом
    RS: Выбор регистра
    RW: Чтение/запись (режим записи при соединении с землей)
    E: Еnable (строб по спаду)
    DB0-DB3: Младшие биты интерфейса
    DB4-DB7: Старшие биты интерфейса
    A: «+» питания подсветки
    K: «-» питания подсветки

    Третья группа: (по умолчанию установлена перемычка)
    VCC:
    A от LCD:

    Подключение к Arduino

    Необходимые детали:
    Arduino UNO R3 x 1 шт.
    LCD-дисплей 1602A (2×16, 5V, Синий) x 1 шт.
    Интерфейсный модуль I2C, IIC, TWI для LCD x 1 шт.
    Провод DuPont, 2,54 мм, 20 см, F-M (Female — Male) x 1 шт.
    Кабель USB 2.0 A-B x 1 шт.

    Подключение :
    Первым делом, припаиваем модуль I2C к LCD дисплею, затем необходимо подключить дисплей к Arduino UNO. Для этого воспользуемся проводками DuPont, подключение осуществляем по таблице ниже.

    Для наглядности, приведу еще одну схему.

    Для этого эксперимента необходимо скачать и установить библиотеку «LiquidCrystal_I2C». Затем скопируйте и вставьте этот пример кода в окно программы IDE Arduino и загрузите в контроллер.

    /* Тестировалось на Arduino IDE 1.6.11 Дата тестирования 15.09.2016г. */ #include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); // Задаем адрес и размер дисплея void setup() { lcd.init(); // Инициализация lcd lcd.backlight(); // Включаем подсветку lcd.setCursor(0,0); // Устанавливаем курсор в начало 1 строки lcd.print("Hello, world"); // Выводим текст lcd.setCursor(0,1); // Устанавливаем курсор в начало 2 строки lcd.print("www.robotchip.ru"); // Выводим текст } void loop() { }

    Тестировалось на Arduino IDE 1.6.11

    Дата тестирования 15.09.2016г.

    #include

    #include

    LiquidCrystal_I2C lcd (0x27 , 16 , 2 ) ; // Задаем адрес и размер дисплея

    void setup ()

    lcd . init () ; // Инициализация lcd

    lcd . backlight () ; // Включаем подсветку

    lcd . print ("Hello, world" ) ; // Выводим текст

    lcd . print ("www.robotchip.ru" ) ; // Выводим текст

    void loop ()

    Скачать программу

    Если Вы правильно все сделали, но никаких символов на дисплее нет, попробуйте увеличить контрастность потенциометром.


    Ссылки
    Скачать библиотеку LiquidCrystal_I2C
    Документация на микросхему