KIT projekti: Dvožični sinhroni LCD interfejs



Alfanumerički LCD displeji su postali vrlo popularni u mikrokontroleskim aplikacijama, jer se u projeketu može mnogo toga sa njima uraditi. Teksualne poruke koje daju instrukcije korisniku, kao i povratne informacije, mogu aplikaciju učiniti mnogo "profesionalnijom" i lakšom za korištenje. Osim toga, LCD displej može biti naročito koristan prilikom debagiranja, sa prekidnim tačkama podešenim da prikažu vrijednost varijable ili I/O uslove, a mnogo su jeftiniji od emulatora mikrokontrolera.

Najpopularniji LCD interfejs je Hitachi 44780 LCD, čip koji nudi vrlo jednostavan način korištenja LCD displeja te vrlo malu potrošnju. Jedini nedostatak je upotreba velikog broja pinova mikrokontrolera za ovu komunikaciju. U osmobitnom modu prenosa podataka, neophodno je upotrijebiti čitavih 12 pinova, a u četverobitnom modu 6 pinova za rad sa LCD, što je još uvijek neprihvatljivo mnogo na manjim mikrokontrolerima.
Popularno rješenje, koje zahtijeva samo jedan pin mikrokontrolera za LCD, je korištenje "serijskog LCD interfejsa" koji konvertuje "NRZ" serijske podatke (CMOS/TTL ili RS-232 naponsog nivoa) u podatke i signale neophodne za Hitachi 44780 čip.

Takvim rješenjima je najveći nedostatak potreba za pravilnm tajmingom serijskih podataka, što može biti problem ili čak nemoguće u nekim aplikacijama.
U tom slučaju se najčešće koristi sinhrona serijska komunikacija (koja zahtijeva "CLOCK" i "DATA" signale) do pomjeračkog (shift) registra u koji se upisuju podatci i signali serijski, a sa njegovog paralelong izlaza se vode do LCD-a. Sa "E" strobe signalom se upravlja direktno, kao što je prikazano na sljedećem dijagramu:



Ovdje pretstavljeno rješenje je unapređenje ovog kola. Kombinujući šift registarsku "DATA" liniju sa najvišim bitom šift registra, "E" strobe signal se može realizovati bez dodatne linije! Otpornik od 1K i dioda djeluju kao "I" kolo. Šema u ovom slučaju izgleda kao na slici:



Djelovanje "I" kola od otpornka i diode možda nije odmah očigledno. Dok je bit u šift registru nizak, dioda vuče spojeni "E" pin na logičku nulu. Kada ovaj bit šift registra postane visok dioda postaje zatvorena. Otpornik izmedju DATA i E služi za ograničavanje struje u slučajevima kada je bit šift registra nizak a DATA pin visok. Tada će struja kroz ovaj otpornik iznositi do 5mA (za 5V logiku), a nivo na DATA strani će i dalje biti visok, iako dioda drži "E" pin na logičkoj nuli.
Kada su DATA linija i pin šift registra na visokom nivu i "E" pin će biti na visokom nivou. Ovo "I" kolo može biti i TTL dvoulazno "I" kolo (kao npr. 7408), ako ga imate neiskorištenog u vašoj aplikaciji. Inače ova ideja sa "I" ekvivalentnim kolom je preuzeta iz starog "Electronics Now" časopisa, i pokazala se odlično u ovoj primjeni.
Da bi napunili šift registar, prvo ga moramo obrisati kako bi obezbijedili da "E" neće biti pogrešno okinut, a to postižemo upisujući šest puta "0".
Kada je to obavljeno, mogu se upisati podatci. Dijagram pokazuje kako se šigt registar inicijalno briše i onda puni sa sa podatcima koji će biti preneseni (koristeći "E") u LCD:



Kod za ovu komunikaciju je napisan u HiTech C-u, pa je zgodna prilika da pokažemo kako se jednostavno C kod može prenositi i na druge jače i slabije kontrolere iz PIC porodice, bez modifikacija.
Za dva pina I/O pina (DATA i CLOCK) moramo reći da mogu biti SKORO svaki pin na PIC-u, jer na PORTA pin 4 (takođe poznat i kao RA4) je "open drain" i ne može "usisavati" pozitivan napon.

Kada u program uključite funkcije za 2wire_LCD komunikaciju, umjesto uobičajenih funkcija za 4-bitnu ili 8-bitnu komunikaciju, sve dalje ostaje nepromijenjeno. Sa LCD displejem upravljate sa istim komandama i na isti način kao i ranije, samo što ste potrošili 2 pina na kontroleru za ovu vezu, umjesto 6 ili 12 pinova!
Brzina na kojoj radi kontroler uošte ne utječe na funkcionalnost ove komunikacije. Na štampanoj pločici se nalaze 2 vrste konektora koji se sreću kod LCD displeja: 2x8 pinski i 1x16 pinski, a tu je i trimer za regulaciju jačine kontrasta i otpornik 68E za osvjetljenje (koji po potrebi možete i prilagoditi), ako ono postoji.

Autor ovog izuzetno zanimljivog i korisnog interfejsa je Myke Predko, autor više poznatih knjiga o mikrokontrolerima, izdanih od McGraw-Hill-a.

Prodaja
2WLCD-KIT : Dvožični sinhroni LCD interfejs u KIT-u	5 €
2WIRE-LCD : Dvožični sinhroni LCD interfejs, gotov modul	7 €
2WIRE-SOF : Softver (C sors) za korištenje dvožičnog sinhronog LCD interfejsa	5 €

Narudžbe na mail: narudzbe@elektronika.rs.ba