LCD COB i kaktusa "zabawy"

3.5/5 - (2 votes)

moduł LCM1602 IIC

Właściwie tytuł trochę sprowadza na manowce bo co prawda będę opowiadał o wyświetlaczach czy wyświetlaczu LCD, lecz temat będzie trochę szerszy i dotyczyć będzie LCD I²C. Precyzując, przestawię sposób co prawda nie nowy, ale bardzo ciekawy i praktyczny, w jaki sterować zwykłym wyświetlaczem znakowym LCD, skonstruowanym na sterowniku HD44780 przez magistralę TWI (I²C) w Bascom AVR.

Tajemnicza nazwa z tytułu – LCD Chip On Board określa rodzaj konstrukcji wyświetlacza i że tak powiem są to pospolite wyświetlacze jedno, dwu i cztero wierszowe. Swego czasu, a było to w maju 2013 roku, w końcu zdecydowałem się na zakup modułu o nazwie LCM1602 IIC. Określę go nazwą interfejsu sprzętowego LCD I²C. Wyśmienity pomysł polega na podłączeniu do wyprowadzeń zwykłego wyświetlacza znakowego LCD, expandera IO magistrali I²C. Moduły te wygrzebałem w sieci internet dużo wcześniej, lecz nie czułem się na sile samodzielnie oprogramować komunikacji do wyświetlacza za pośrednictwem takiego interfejsu. Niby nic skomplikowanego bo trzeba by dorwać specyfikację sterownika HD44780, poczytać i poćwiczyć wysyłanie odpowiednich bajtów … ale komu by się chciało skoro jest gotowa biblioteka dla środowiska Bascom AVR ;-D Można ją pobrać ze strony producenta środowiska programistycznego dla µC AVR MCS Elecrtonics. Ha – sęk w tym, iż modułów takich na dziś dzień jest już kilka wersji i różnią się między sobą nie tylko topologią wyprowadzeń do wyświetlacza. Więc w tamtym to czasie zacząłem się przyglądać i bibliotece i modułowi oczywiste było to, że kod biblioteki nie pasował do modułu i wtedy to, nie za bardzo wiedziałem jak go poprawić. 🙄
Przygotowałem sobie w tamtym czasie ściągawkę z opisem wyprowadzeń i coś tam grzebałem, grzebałem aż temat przysechł. Rozwiązanie bardzo mi się podobało z uwagi na fakt, że zwykły wyświetlacz jest sterowany za pomocą dwóch pinów µC – magistrali TWI, oraz że tak sterowanych wyświetlaczy może być kilka, co jest nie tak błahą i łatwą do uzyskania zaletą. Przy okazji wyświetlacz może powędrować na „większą” odległość od jednostki MCU, która nim zarządza. (Detale jak osiągnąć sporą długość magistrali przy okazji mojego opisu I²C TWI – jak kaktus “dawał po garach” ;-D) A z tytułu użycia tego interfejsu i jego oprogramowania mamy możliwość programowego załączania i wyłączania podświetlenia wyświetlacza. Wszystko również dzięki komunikacji magistralą TWI. Sterowanie załączaniem podświetlenia odbywa się wyprowadzeniem P3 portu expandera. Normalnie same zalety.
Moduł został skonstruowany tak aby sposób sterowania podświetleniem można było zmienić, bez integracji w obwód PCB. Dzięki takiej funkcjonalności można też pokusić się o wykonanie płynnej regulacji podświetlenia wyświetlacza. Ja w tym celu nie grzebał bym w bibliotece do obsługi nowego interfejsu, a rozłączył zworkę i odpowiedni pin wysterował sygnałem PWM, doprowadzając dodatkowy przewód od µC.

Tak się składa, że to tematu powracałem kilkakrotnie lecz ciągle było coś bardziej istotnego i moduł trafiał do szuflady 😉 Przez ten cały okres naczytałem się wiele o różnych dysfunkcjach spowodowanych nieprawidłowym funkcjonowaniem biblioteki, powodującym z kolei nieprawidłowe inicjowanie sterownika wyświetlacza … Aż pewnego razu przeglądając forum http://www.mcselec.com znalazłem ulepszoną wersję biblioteki prezentowanej na początku tego artykułu. Nie występują w niej problemy z wyświetleniem zdefiniowanych znaków oraz uczynniona została funkcjonalność załączania podświetlenia – względem poprzedniej wersji.

Mając do dyspozycji narzędzie w postaci nowej biblioteki bl_lcd_i2c.lib z obsługi wyświetlacza korzystamy tak jak dotychczas, dzięki standardowym rozkazom BascomAVR. Dodać należy jedynie „kawałek konfiguracji”.

'I2c LCD on Arduino Nano 16x2 display with backlight

$regfile = "M328pdef.dat"                                   ' the used chip
$crystal = 16000000                                         ' frequency used
$baud = 9600                                                ' baud rate

$lib "i2c_twi.lib"                                          'hardware i2c/TWI
$lib "bl_Lcd_i2c.lib"                                       ' AN #118 library from Kent
Config Twi = 100000
                                                            ' with this addition
                                                            ' * lds r27,{backlight}
                                                            ' andi _temp2,&hf7
                                                            ' or _temp2,r27

'LCD-display including backlight
'0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1
'1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6

'G 5 C R R E D D D D D D D D B B
'N   O S W   0 1 2 3 4 5 6 7 L L
'D V N                         S

'PCF8574
'P7 = D7
'P6 = D6
'P5 = D5
'P4 = D4
'P3 = 1 = backlight on / 0 = backlight off
'P2 = E
'P1 = RW
'P0 = RS
'(
Const Pcf_d4 = 4
Const Pcf_d5 = 5
Const Pcf_d6 = 6
Const Pcf_d7 = 7
Const Pcf_rs = 0
Const Pcf_rw = 1
Const Pcf_e1 = 2
')
Const Pcf_rs = 0
Const Pcf_rw = 1                                            'not used, set to 0 to ground for write
Const Pcf_e1 = 2
Const Pcf_e2 = 3                                            'podświetlenie   ON/OFF
Const Pcf_d4 = 4
Const Pcf_d5 = 5
Const Pcf_d6 = 6
Const Pcf_d7 = 7

Declare Sub I2c_scan

Dim B As Byte
Dim A As Byte
Dim _lcd_e As Byte
Dim Backlight As Byte

Backlight_on Alias &H08
Backlight_off Alias &H00

Backlight = Backlight_on

_lcd_e = 128

Const Pcf8574_lcd = &H40                                    'definicja adresu bazowego ekspandera I/O dla naszego LCD

Config Scl = Portc.5                                        'konfiguracja magistrali TWI
Config Sda = Portc.4

'I2cinit
'Call I2c_scan                                              'if you want to check if the PCF8574 is seen activate this

Wait 2

Do
  Cls
  Home                                                      'kursor w pierwszej pozycji pierwszej linii
  Lcd "i2c-display"                                         'wyświetlamy tekst
  Wait 1
  Lowerline                                                 'przejście do niższej lini, kursor na pierwszą pozycję
  Wait 1
  Lcd "Shift this."                                         'wyświetlamy tekst
  Wait 1
  For A = 1 To 10
     Shiftlcd Right                                         'przesuwamy tekst o jedną pozycję w prawo
     Waitms 250                                             'krótka przerwa w działaniu
  Next

  For A = 1 To 10
     Shiftlcd Left                                          'przesuwamy tekst o jedną pozycje w lewo
     Waitms 250                                             'krótka przerwa w działaniu
  Next

  Locate 2 , 1                                              'ustawiamy kursor w pozycji
  Lcd "*"                                                   'wyświetlamy jeden znak
  Wait 1                                                    'krótka przerwa w działaniu

  Shiftcursor Right                                         'przesunięcie kursora
  Lcd "@"                                                   'wyświetlamy jeden znak
  Wait 1                                                    'krótka przerwa w działaniu

  Home Upper                                                'przejście do linii wyżej, kursor na pierwszą pozycję
  Lcd "Replaced."                                           'nadpisujemy stary tekst
  Wait 1                                                    'krótka przerwa w działaniu
  Cursor Off Noblink                                        'ukrywamy kursor
  Wait 1                                                    'krótka przerwa w działaniu
  Cursor On Blink                                           'uaktywniamy kursor
  Wait 1                                                    'krótka przerwa w działaniu
  Display Off                                               'wyświetlacz off
  Wait 1                                                    'krótka przerwa w działaniu
  Display On                                                'wyświetlacz on

'Now lets build a special character
'the first number is the characternumber (0-7)
'The other numbers are the rowvalues
'Use the LCD tool to insert this line
Deflcdchar 2 , 32 , 10 , 32 , 14 , 17 , 17 , 17 , 14        ' replace ? with number (0-7)
Deflcdchar 0 , 32 , 4 , 32 , 14 , 18 , 18 , 18 , 13         ' replace ? with number (0-7)
Deflcdchar 1 , 32 , 10 , 32 , 14 , 18 , 18 , 18 , 13        ' replace ? with number (0-7)
  _lcd_e = 128
  Cls                                                       'select data RAM
Rem it is important that a CLS is following the deflcdchar statements because it will set the controller back in datamode
  Lcd Chr(0) ; Chr(1)                                       'print the special character

'----------------- Now use an internal routine ------------
_temp1 = 2                                                  'value into ACC
!rCall _write_lcd                                           'put it on LCD

'**************************************************************************
  Wait 2
Loop

End

Sub I2c_scan                                                ' check all devices on the I2c-bus
  Print "Scan start"
  For B = 0 To 254 Step 2                                   'for all odd addresses
    I2cstart                                                'send start
    I2cwbyte B                                              'send address
    If Err = 0 Then                                         'we got an ack
       Print "Slave at : " ; B ; " hex : " ; Hex(b) ; " bin : " ; Bin(b)
    End If
    I2cstop                                                 'free bus
  Next
  Print "End Scan"
End Sub

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

'I2c LCD on Arduino Nano 16x2 display with backlight

$regfile = "M328pdef.dat" ' the used chip

$crystal = 16000000 ' frequency used

$baud = 9600 ' baud rate

$lib "i2c_twi.lib" 'hardware i2c/TWI

$lib "bl_Lcd_i2c.lib" ' AN #118 library from Kent

Config Twi = 100000

' with this addition

' * lds r27,{backlight}

' andi _temp2,&hf7

' or _temp2,r27

'LCD-display including backlight

'0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

'1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6

'G 5 C R R E D D D D D D D D B B

'N O S W 0 1 2 3 4 5 6 7 L L

'D V N S

'PCF8574

'P7 = D7

'P6 = D6

'P5 = D5

'P4 = D4

'P3 = 1 = backlight on / 0 = backlight off

'P2 = E

'P1 = RW

'P0 = RS

Const Pcf_d4 = 4

Const Pcf_d5 = 5

Const Pcf_d6 = 6

Const Pcf_d7 = 7

Const Pcf_rs = 0

Const Pcf_rw = 1

Const Pcf_e1 = 2

Const Pcf_rs = 0

Const Pcf_rw = 1 'not used, set to 0 to ground for write

Const Pcf_e1 = 2

Const Pcf_e2 = 3 'podświetlenie ON/OFF

Const Pcf_d4 = 4

Const Pcf_d5 = 5

Const Pcf_d6 = 6

Const Pcf_d7 = 7

Declare Sub I2c_scan

Dim B As Byte

Dim A As Byte

Dim _lcd_e As Byte

Dim Backlight As Byte

Backlight_on Alias &H08

Backlight_off Alias &H00

Backlight = Backlight_on

_lcd_e = 128

Const Pcf8574_lcd = &H40 'definicja adresu bazowego ekspandera I/O dla naszego LCD

Config Scl = Portc.5 'konfiguracja magistrali TWI

Config Sda = Portc.4

'I2cinit

'Call I2c_scan 'if you want to check if the PCF8574 is seen activate this

Wait 2

Cls

Home 'kursor w pierwszej pozycji pierwszej linii

Lcd "i2c-display" 'wyświetlamy tekst

Wait 1

Lowerline 'przejście do niższej lini, kursor na pierwszą pozycję

Wait 1

Lcd "Shift this." 'wyświetlamy tekst

Wait 1

For A = 1 To 10

Shiftlcd Right 'przesuwamy tekst o jedną pozycję w prawo

Waitms 250 'krótka przerwa w działaniu

For A = 1 To 10

Shiftlcd Left 'przesuwamy tekst o jedną pozycje w lewo

Waitms 250 'krótka przerwa w działaniu

Locate 2 , 1 'ustawiamy kursor w pozycji

Lcd "*" 'wyświetlamy jeden znak