Содержание
Как подключить LСD дисплей на базе HD44780 к ATmega16 или его цифровой аналог LM016L 16×2 в Proteus
При работе с Arduino, Atmega, PIC или с другим микроконтроллером часто возникает необходимость вывести какие-либо текстовые данные на дисплей. С цифрами проще, можно использовать 7 сегментный индикатор, а для вывода текста необходимо использовать LCD-дисплеи (ЖКИ). В данной статьи мы рассмотрим подключение LCD-дисплея на базе контроллера HD44780 к ATmega16.
Для подключения LCD-дисплея на базе HD44780 к ATmega16 нам нужно использовать 12 выводов, можно и все 16, но не на всех контроллерах это удастся сделать, ибо физически невозможно, а программно — да:
- 1 — Vss, земля -> GND
- 2 — Vdd, питание -> +5 В
- 3 — Vo (Vee), управление контрастностью напряжением -> выход потенциометра
- 4 — RS, выбор регистра
- 5 — R/W, чтение/запись -> земля (режим записи)
- 6 — E, он же Enable, cтроб по спаду
- 7-10 — DB0-DB3, младшие биты 8-битного интерфейса; не подключены
- 11-14 — DB4-DB7, старшие биты интерфейса
- 15 — A, питание для подсветки -> +5 В
- 16 — K, земля для подсветки -> GND
Пример программы в Atmel Studio 7
LCD.h
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 |
#ifndef LCD_H_ #define LCD_H_ #define LCDDATAPORT PORTB // Порт и пины, #define LCDDATADDR DDRB // к которым подключены #define LCDDATAPIN PINB // сигналы D4-D7. #define LCD_D4 3 #define LCD_D5 4 #define LCD_D6 5 #define LCD_D7 6 #define LCDCONTROLPORT PORTB // Порт и пины, #define LCDCONTROLDDR DDRB // к которым подключены #define LCD_RS 0 // сигналы RS, RW и E. #define LCD_RW 1 #define LCD_E 2 #define LCD_STROBEDELAY_US 5 // Задержка строба #define LCD_COMMAND 0 #define LCD_DATA 1 #define LCD_CURSOR_OFF 0 #define LCD_CURSOR_ON 2 #define LCD_CURSOR_BLINK 3 #define LCD_DISPLAY_OFF 0 #define LCD_DISPLAY_ON 4 #define LCD_SCROLL_LEFT 0 #define LCD_SCROLL_RIGHT 4 #define LCD_STROBDOWN 0 #define LCD_STROBUP 1 #define DELAY 1 void lcdSendNibble(char byte, char state); char lcdGetNibble(char state); char lcdRawGetByte(char state); void lcdRawSendByte(char byte, char state); char lcdIsBusy(void); void lcdInit(void); void lcdSetCursor(char cursor); void lcdSetDisplay(char state); void lcdClear(void); void lcdGotoXY(char str, char col); void lcdDisplayScroll(char pos, char dir); void lcdPuts(char *str); void lcdPutsf(char *str); void lcdPutse(uint8_t *str); void lcdLoadCharacter(char code, char *pattern); void lcdLoadCharacterf(char code, char *pattern); void lcdLoadCharactere(char code, char *pattern); #endif /* LCD_H_ */ |
LCD.c
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 |
// Подключение LCD на базе HD44780 к ATmega16 (LM016L LCD 16x2) // сайт http://micro-pi.ru #define F_CPU 8000000UL #include <avr/io.h> #include <util/delay.h> #include <avr/pgmspace.h> #include <avr/eeprom.h> #include <avr/interrupt.h> #include "LCD.h" /* Отправляет младшую половину байта byte в LCD. Если state == 0, то передаётся как команда, если нет, то как данные. */ void lcdSendNibble(char byte, char state) { // Пины управления - на выход LCDCONTROLDDR |= 1<<LCD_RS | 1<<LCD_RW | 1<<LCD_E; // Пины данных - на выход LCDDATADDR |= 1<<LCD_D4 | 1<<LCD_D5 | 1<<LCD_D6 | 1<<LCD_D7; // Режим записи, RW = 0 LCDCONTROLPORT &= ~(1<<LCD_RW); // Устанавливаем 1 в RS if (state) { // если отдаём данные LCDCONTROLPORT |= 1<<LCD_RS; } else { LCDCONTROLPORT &= ~(1<<LCD_RS); } // Взводим строб LCDCONTROLPORT |= 1<<LCD_E; // Обнуляем пины данных LCDDATAPORT &= ~(1<<LCD_D4 | 1<<LCD_D5 | 1<<LCD_D6 | 1<<LCD_D7); // Записываем младшую if (byte & (1<<3)) { // половину байта LCDDATAPORT |= 1<<LCD_D7; } // byte в порт вывода данных if (byte & (1<<2)) { LCDDATAPORT |= 1<<LCD_D6; } if (byte & (1<<1)) { LCDDATAPORT |= 1<<LCD_D5; } if (byte & (1<<0)) { LCDDATAPORT |= 1<<LCD_D4; } // Пауза _delay_us(LCD_STROBEDELAY_US); // Опускаем строб. Полубайт ушёл LCDCONTROLPORT &= ~(1<<LCD_E); } /* Читает половину байта из LCD. Если state == 0, то читается команда, если нет, то данные. */ char lcdGetNibble(char state) { char temp = 0; // Пины управления - на выход LCDCONTROLDDR |= 1<<LCD_RS | 1<<LCD_RW | 1<<LCD_E; // Режим чтения LCDCONTROLPORT |= 1<<LCD_RW; // Устанавливаем 1 в RS if (state) { // если получаем данные LCDCONTROLPORT |=(1<<LCD_RS); } else { LCDCONTROLPORT &= ~(1<<LCD_RS); } // Взводим строб LCDCONTROLPORT |= 1<<LCD_E; // Пины данных - на вход LCDDATADDR &= ~(1<<LCD_D4 | 1<<LCD_D5 | 1<<LCD_D6 | 1<<LCD_D7); // с подтяжкой LCDDATAPORT |= 1<<LCD_D4 | 1<<LCD_D5 | 1<<LCD_D6 | 1<<LCD_D7; // Пауза _delay_us(LCD_STROBEDELAY_US); // Опускаем строб LCDCONTROLPORT &= ~(1<<LCD_E); // Читаем пины if (LCDDATAPIN & (1<<LCD_D7)) { // во временную переменную temp |= 1<<3; } if (LCDDATAPIN & (1<<LCD_D6)) { temp |= 1<<2; } if (LCDDATAPIN & (1<<LCD_D5)) { temp |= 1<<1; } if (LCDDATAPIN & (1<<LCD_D4)) { temp |= 1<<0; } // возвращаем прочитанное return temp; } /* Читает байт из LCD. Если state == 0, то читается команда, если нет, то данные. */ char lcdRawGetByte(char state) { char temp = 0; temp |= lcdGetNibble(state); temp = temp<<4; temp |= lcdGetNibble(state); return temp; } /* Отравляет байт в LCD. Если state == 0, то передаётся как команда, если нет, то как данные. */ void lcdRawSendByte(char byte, char state) { lcdSendNibble((byte>>4), state); lcdSendNibble(byte,state); } /* Читает состояние LCD, возвращает 0xff, если флаг занятости установлен, и 0x00, если нет. */ char lcdIsBusy(void) { /* TODO if (lcdRawGetByte(LCD_COMMAND) & (1<<7)) return 0xff; else return 0x00; */ _delay_ms(DELAY); return 0x00; } /* Выполняет начальную инициализацию дисплея. Четырёхбитный режим. */ void lcdInit(void) { while (lcdIsBusy()) ; lcdSendNibble(0b0010, LCD_COMMAND); while (lcdIsBusy()) ; lcdRawSendByte(0b00101000, LCD_COMMAND); while (lcdIsBusy()) ; lcdRawSendByte(0b00000001, LCD_COMMAND); while (lcdIsBusy()) ; lcdRawSendByte(0b00000110, LCD_COMMAND); while (lcdIsBusy()) ; lcdRawSendByte(0b00001100, LCD_COMMAND); } /* Устанавливает режим курсора: 0 - выключен, 2 - включен, 3 - моргает. Если на момент запуска LCD был выключен (lcdSetDisplay), то он будет включен. */ void lcdSetCursor(char cursor) { while (lcdIsBusy()); lcdRawSendByte((0b00001100 | cursor), LCD_COMMAND); } /* Включает или выключает отображение символов LCD. При каждом вызове выключает курсор. */ void lcdSetDisplay(char state) { while (lcdIsBusy()); lcdRawSendByte((0b00001000 | state), LCD_COMMAND); } /* Очищает LCD. */ void lcdClear(void) { while (lcdIsBusy()) ; lcdRawSendByte(0b00000001, LCD_COMMAND); } /* Устанавливает курсор в заданную позицию. */ void lcdGotoXY(char str, char col) { while (lcdIsBusy()); lcdRawSendByte((0b10000000 | ((0x40 * str) + col)), LCD_COMMAND); } /* Сдвигает область отображения на указанное количество символов вправо или влево. */ void lcdDisplayScroll(char pos, char dir) { while (pos){ while (lcdIsBusy()) ; lcdRawSendByte((0b00011000 | dir), LCD_COMMAND); pos--; } } /* Выводит строку из RAM в позицию курсора. */ void lcdPuts(char *str) { while (*str){ while (lcdIsBusy()) ; lcdRawSendByte(*str++, LCD_DATA); } } /* Выводит строку из flash в позицию курсора. */ void lcdPutsf(char *str) { while (pgm_read_byte(str)){ while (lcdIsBusy()) ; lcdRawSendByte(pgm_read_byte(str++), LCD_DATA); } } /* Выводит строку из eeprom в позицию курсора. */ void lcdPutse(uint8_t *str) { while (eeprom_read_byte(str)){ while (lcdIsBusy()) ; lcdRawSendByte((char)(eeprom_read_byte(str++)), LCD_DATA); } } /* Загружает символ в знакогенератор. */ void lcdLoadCharacter(char code, char *pattern) { while (lcdIsBusy()); lcdRawSendByte((code<<3) | 0b01000000, LCD_COMMAND); for (char i = 0; i <= 7; i++){ while (lcdIsBusy()) ; lcdRawSendByte(*pattern++, LCD_DATA); } while (lcdIsBusy()); lcdRawSendByte(0b10000000, LCD_COMMAND); } /* Загружает символ из flash в знакогенератор. */ void lcdLoadCharacterf(char code, char *pattern) { while (lcdIsBusy()); lcdRawSendByte((code<<3) | 0b01000000, LCD_COMMAND); for (char i = 0; i <= 7; i++){ while (lcdIsBusy()); lcdRawSendByte(pgm_read_byte(pattern++), LCD_DATA); } while (lcdIsBusy()); lcdRawSendByte(0b10000000, LCD_COMMAND); } /* Загружает символ из eeprom в знакогенератор. */ void lcdLoadCharactere(char code, char *pattern) { while (lcdIsBusy()); lcdRawSendByte((code<<3) | 0b01000000, LCD_COMMAND); for (char i = 0; i <= 7; i++){ while (lcdIsBusy()) ; lcdRawSendByte(eeprom_read_byte(pattern++), LCD_DATA); } while (lcdIsBusy()) ; lcdRawSendByte(0b10000000, LCD_COMMAND); } |
main.c
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 |
// Подключение LCD на базе HD44780 к ATmega16 (LM016L LCD 16x2) // сайт http://micro-pi.ru #define F_CPU 8000000UL #include <avr/io.h> #include <util/delay.h> #include <string.h> #include "LCD.h" int main(void) { _delay_ms(100); lcdInit(); lcdClear(); lcdSetDisplay(LCD_DISPLAY_ON); lcdSetCursor(LCD_CURSOR_OFF); char text[17]; strcpy(text, " Hello World! "); lcdGotoXY(0, 0); lcdPuts(text); strcpy(text, "site:micro-pi.ru"); lcdGotoXY(1, 0); lcdPuts(text); while (1); } |
Схема подключения LCD на базе HD44780 к ATmega16 в ISIS 7 Professional — Proteus. Симуляция.
Вам также потребуется добавить резистор номиналом 100-150 Ом к 15-му контакту, чтобы индикатор подсветки не вышел из строя.
Скачать
проект в Atmel Studio 7 LCD 16×2 ATmega16.7z
проект в Proteus LCD 16×2 ATmega16.DSN.7z
В схеме нет токоограничивающего резистора подсветки (≈100 Ом). Без него подсветке индикатора быстро придёт конец.
Вы правы, этот момент я пропустил, в Протеусе нету 15-го вывода, чтобы подключить этот резистор. Я добавлю маленький комментарий по этому поводу. Спасибо, что подсказали.