Introdução ao Uso do LCD Inteligente (Versão Preliminar) Por Gilson Yukio Sato. Introdução

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1 Introdução ao Uso do LCD Inteligente (Versão Preliminar) Por Gilson Yukio Sato Introdução O display de cristal líquido (LCD) inteligente é bastante usado como dispositivo de interface entre o usuário e o sistema embarcado. Um tipo de LCD bastante popular é o que segue o padrão Hitachi, equipado com um controlador (HD44780). Esses dispositivos oferecem diversas funcionalidades, mas somente as mais básicas serão exploradas nesse documento. O documento está focado também no LCD de duas linhas e 16 colunas. Aspecto Geral De forma geral, o LCD está montado em uma PCB que disponibiliza os pinos necessários para que ele seja conectado a um microprocessador. Para estabelecer a pinagem, o ideal é consultar o manual do fabricante do LCD. De forma geral o pino 1 está mais à direita, mais longe da borda da placa. Em alguns módulos o número dos pinos está serigrafado na PCB. LCD Pinos PCB Pinagem A pinagem mais comum encontrada nos LCDs disponíveis no mercado é listada na tabela abaixo. Nela, a função dos pinos também é descrita. Vale ressaltar que dependendo do fabricante ou da fonte de informação usada, os nomes dos pinos podem mudar. Pino Nome 1 Vss Gnd 2 Vcc Alimentação +5V 3 Vee Pode ser usado para ajuste do contraste do LCD 4 RS Seleção de registro: 0 para selecionar Registro de Instrução 1 para selecionar Registro de Dados 5 R/W Leitura/Escrita 0 para escrita de instrução ou dados 1 para leitura de dados ou status ( busy flag e address counter ) 6 E Enable (Habilitação). 1 para habilitar operações de leitura e escrita 7 DB0 8 DB1 9 DB2 10 DB3 11 DB4 Linhas bidirecionais para operações de leitura e escrita de instrução e dados.

2 12 DB5 13 DB6 14 DB7 Alguns modelos de LCD podem ter 16 pinos ao invés de 14. Usualmente os pinos 15 e 16 servem para acionar o backlight, que facilita a leitura do LCD em ambientes pouco iluminados. Trata-se basicamente de um led. Pinos de Controle do LCD O LCD possui três pinos de controle: E, RS e R/W. Dependendo da operação que se desejamos executar, devemos determinar o estado desses pinos. A tabela abaixo mostra a operação executada para cada combinação. E RS R/W Operação 0 X X Nenhuma operação de leitura ou escrita Escrita de instrução Leitura de status ( busy flag e address counter ) Escrita de dados Leitura de dados Inicialização por Software O LCD pode ser inicializado por hardware se os tempos de subida do circuito de alimentação respeitarem os tempos requeridos pelo LCD. Como usualmente não temos controle desses tempos convêm utilizar a inicialização por software. O processo de inicialização por software aqui apresentado (fluxograma abaixo) foi adaptado do manual do HD Algumas outras fontes de informação apresentam processos diferentes e geralmente mais simples que normalmente conduzem ao funcionamento do LCD. Todas as palavras de inicialização referidas no fluxograma são comandos e por isso para escrevê-las no LCD é preciso fazer RS=R/W=0. Os tempos de espera dependem do comando que foi enviado (é o tempo necessário para executar esse comando). Os tempos de espera corretos podem ser encontrados no manual do controlador do LCD. Para facilitar a programação e evitar a necessidade de múltiplas rotinas de atraso, uma rotina de 5 ms pode ser utilizada em todos passos de espera. A partir do comando para desligar o display (10), o manual recomenda que, para o envio de novos comandos ao LCD, o busy flag seja verificado. Se ele estiver ativo ( 1 ) o LCD está processando o comando anterior ou realizando uma operação interna e, portanto ele não está pronto para receber um novo comando. Com o busy flag em 0, um novo comando pode ser enviado. Para simplificar a rotina de inicialização, sugerimos que, ao invés de monitorar o busy flag, simplesmente esperemos por 5 ms. A exceção fica por conta do Comando de Limpar Display que pode ocupar até 15,2 ms.

3 Alimentação ligada ms após Vcc atingir 4,5V Controle de Display ON/OFF desativar display Envia Comando para Limpar Display Configuração do Modo de Entrada Controle de Display ON/OFF ativar display Display inicializado Comando de O Comando de deve ser enviado quatro vezes (passos 2, 4, 6, 8) segundo a recomendação do fabricante do controlador do LCD. Em muitas fontes de informação essa palavra é enviada somente duas vezes. O byte Comando de pode ser descrito da seguinte forma: DL N F X X DL: serve para configurar o número de bits da palavra de comunicação entre o LCD e o sistema que irá controlá-lo. DL=0 para 4 bits

4 DL=1 para 8 bits N: número de linhas do LCD N=0 1 linha N=1 2 linhas F: configuração da matriz de caracteres F=0 5x7 pontos F=1 5x10 pontos Assim, se utilizarmos um LCD de duas linhas (N=1) com a matriz de caracteres de 5x7 (F=0) e comunicação de 8 bits (DL=1) teremos o byte de Comando de igual à b=38h. Comando de Controle de Display ON/OFF Essa palavra controla se o display está ativo ou não, a presença do cursor e controla como o cursor piscará D C B D: controla se o display está ativo (ON) ou não (OFF). O conteúdo da memória do LCD (dados enviados) não é perdido. D=0 desativado (OFF) D=1 ativado (ON) C: controla se o cursor aparecerá ou não no display. C=0 cursor não aparece C=1 cursor aparece B: controla se o cursor pisca ou não. B=0 cursor não pisca B=1 cursor pisca Se escolhermos que o cursor deve aparecer (C=1) e não piscar (B=0), para desativar o display devemos enviar a palavra b=0Ah (passo 10). Para ativá-lo devemos enviar b=0Eh (passo 16). Comando para Limpar Display Esse comando limpa o display e retorna o cursor à posição superior mais à esquerda Para limpar o display devemos enviar a palavra b=01h ao display. Na inicialização, esse comando deve ser enviado no passo 12. Após esse passo é necessário esperar 15,2 ms ou monitorar o busy flag, até que ele indique que o LCD está livre.

5 Comando de Modo de Entrada O LCD possui uma memória RAM para armazenar os dados que serão apresentados (DDRAM). Através do Comando de Modo de Entrada é possível definir como essa memória é usada I/D S I/D: Incrementa ou decrementa o endereço da DDRAM a cada operação de escrita ou leitura. Se o endereço é incrementado, então o cursor move-se para direita a cada incremento. I/D=0 decrementa I/D=1 incrementa (move cursor à direita) S: Controla o deslocamento dos caracteres no display. Atua em conjunto com o bit I/D. S=0 caracteres não se deslocam S=1 caracteres se deslocam para direita se I/D=0 e para esquerda se I/D= 1. Desse modo, se desejamos que o endereço seja incrementado (o que é mais usual) (I/D=1) e não haja deslocamento (S=0) a palavra a ser enviada para o LCD é b=06h. Outros Comandos Os comandos apresentados até aqui fazem parte do processo de inicialização por software. O LCD possui outros comandos que podem ser utilizados pelo programador, conforme suas necessidades. Alguns desses comandos serão descritos de forma breve. Para mais detalhes, consulte o manual do LCD ou outras fontes de informação. Comando de Retorno: permite retornar o curso para a posição superior mais à esquerda, sem afetar a memória DDRAM. Palavra 02h. Comando de Deslocamento de Cursor ou Display: permite deslocar (para a direita ou para esquerda) o cursor ou os caracteres no display. Não limpa o display. Comando para ler o busy flag : esse comando é diferente dos demais vistos até o momento, pois ele requer que se aplique RS=0 e R/W=1. O LCD retornará um byte cujo bit 7 éo busy flag. Se ele estiver em 1, o LCD está ocupado e não pode receber um novo comando. Se ele estiver em 0, o LCD está pronto para um novo comando. Comando de manipulação da memória: o LCD possui uma memória de dados para o display (DDRAM) e uma memória de dados para caracteres personalizados (CGRAM). A última permite que o usuário defina novos caracteres, conforme sua necessidade.

6 Escrevendo no LCD Para escrever no display executamos uma escrita na memória DDRAM do LCD. Podemos escolher o endereço da DDRAM onde iremos escrever, sendo que cada um desses endereços corresponde a um caractere do display (para ver o endereço de cada caractere, consulte o manual). A maneira mais simples de escrever no display é, após a inicialização, enviar o código ASCII do caractere a ser apresentado ao display. O dado deve ser enviado fazendo com que RS=1 e R/W=0. Assim, se desejarmos escrever o caractere A no display, devemos colocar o dado 41h (o código ASCII do A ) nas entradas DB0 a DB7 do LCD, garantir E=1, RS=1 e R/W=0. O display apresentará A no primeiro caractere superior à esquerda (o comando Limpar Display posiciona o cursor nessa posição). Ligando o LCD ao 8051 Existem muitas maneiras para ligar o LCD ao Apresentaremos somente a mais simples. P3.2 P3.1 P3.0 E RS R/W P1.0~P1.7 DB0~DB LCD Dessa forma o dado (código ASCII) deve ser enviado através do Port 1 e os bits P3.2, P3.1 e P3.0 são utilizados para comandar as linhas E, RS e R/W respectivamente.