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DISPLAY DE CRISTAL LÍQUIDO (LCD)

1. INTRODUCCIÓN

Las pantallas de cristal líquido o display LCD para mensajes (Liquid Crystal Display) tienen la capacidad de mostrar cualquier carácter alfanumérico, permitiendo representar la información que genera cualquier equipo electrónico de una forma fácil y económica.

En esta parte se trata sobre los detalles de funcionamiento de un LCD de 2 líneas de 16 caracteres. Todos los displays de este tipo disponibles en el mercado son compatibles entre sí.

Se detallan las características principales del display: caracteres, memoria interna, alimentación, aspecto físico. Esta parte debe ser comprendida y conocida por cualquiera que vaya a manejar un LCD. También se tratan los detalles relacionados con el Hardware: asignación de pines, bus de datos, de control, control del contraste, cronogramas. Finalmente son explicados los comandos de control del LCD y la secuencia de inicialización, así como la forma de conectar el LCD con un microcontrolador.

2. CARACTERÍSTICAS DEL DISPLAY

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2.1 ASPECTO FÍSICO

Figura 1. Aspecto físico del LCD

El LCD tiene un aspecto físico como el mostrado en la figura 1. Está constituido por un circuito impreso en el que están integrados los controladores del display y los pines para la conexión del display. Sobre el circuito impreso se encuentra el LCD en sí, rodeado por una estructura metálica que lo protege. En total se pueden visualizar 2 líneas de 16 caracteres cada una, es decir, 2x16=32 caracteres, como se muestra en la figura 2.

Figura 2. Aspecto físico del LCD

A pesar de que el display sólo puede visualizar 16 caracteres por línea, puede almacenar en total 40 por línea. Es el usuario el que especifica qué 16 caracteres son los que se van a visualizar.

2.2. ALIMENTACIÓN

La tensión nominal de alimentación es de 5V, con un consumo menor de 5mA.

2.3. LOS CARACTERES DEL LCD

El LCD dispone de una matriz de 5x8 puntos para representar cada carácter. En total se pueden representar 256 caracteres diferentes. 240 caracteres están grabados dentro del LCD y representan las letras mayúsculas, minúsculas, signos de puntuación, números, etc... Existen 8 caracteres que pueden ser definidos por el usuario. En la figura 3 se muestra gráficamente cómo es la matriz de representación de los caracteres. Se ha dibujado el carácter A y un carácter definido por el usuario.

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Figura 3. Matriz de representación de caracteres, representación del carácter A y de un carácter definido por el usuario

2.4.- LA MEMORIA DEL LCD

El LCD dispone de dos tipos de memorias independientes: la DD RAM y la CG RAM

2.4.1. DDRAM (Data Display RAM)

En esta memoria se almacenan los caracteres que están siendo visualizados o que se encuentran en posiciones no visibles. El display almacena en esta memoria dos líneas de 40 caracteres pero sólo se visualizan 2 líneas de 16 caracteres. Por ello la DDRAM tiene un tamaño de 2x40=80 bytes, figura 4.

Figura 4. DDRAM

Debido a esta peculiar disposición de la DDRAM se puede pensar en el display como un display virtual constituido por dos líneas de 40 caracteres cada una (figura 5). La posición situada más a la izquierda de cada línea es la posición 1 y la situada más a la derecha es la posición 40.

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Figura 5. Display virtual y display real

Para localizar los elementos dentro del display virtual se va a utilizar un par de coordenadas (x,y) donde x representa la posición horizontal (comprendida entre 1-40) e y representa la línea (1-2). El display real es una ventana en la que se visualizan dos líneas de 16 caracteres. Es lo que el usuario está viendo.

En el ejemplo de la figura 5 se encuentra almacenado en la línea 1 del display virtual el mensaje: “ESTO ES UNA PRUEBA DE UN MENSAJE”. Sin embargo, en este ejemplo, el usuario sólo verá en el display el mensaje “PRUEBA DE UN MEN” que tiene exactamente 16 caracteres de longitud. Más adelante se verá cómo es posible ‘mover’ el display real para que se desplace a lo largo del display virtual. Tal y como se encuentra configurado el display real en la figura 5, la posición (14,1) se corresponde con la letra P, la posición (15,1) con la letra R, ....., y la posición (29,1) con la letra N. Cuando se inicializa el LCD, el display real se sitúa en el extremo más izquierdo del display virtual, que se corresponde con los valores de x comprendidos entre 1 y 16. En la figura 6 se muestra la situación del display real respecto al virtual al inicializar el LCD.

Figura 6. Posición del display real respecto al virtual cuando se inicializa el LCD

En el ejemplo de la figura 6, en la posición (2,1) se encuentra la letra E y en la posición (16,1) la letra U.

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Figura 7. Mapa de memoria de la DDRAM y sus posiciones en el display virtual.

El mapa de memoria de la DDRAM se muestra en la figura 7. Está constituido por dos bloques de 40 bytes. El primer bloque se corresponde con los 40 caracteres de la línea 1 del display virtual. El segundo bloque con la segunda línea. En la figura se han representado las direcciones en hexadecimal.

Así, las direcciones 00h-27h están asociadas a las posiciones (1,1)-(40,1) del display virtual y las direcciones 40h-67h a las posiciones (1,2)-(40,2). En el ejemplo, en la dirección 40h de la DDRAM se encuentra almacenado el carácter H, que se corresponde con la posición (1,2) del display virtual. En la dirección 02h se encuentra el carácter S, posición (3,1) del display virtual. Nótese que los bloques de memoria asociados a la línea 1 y 2 no son contiguos.

Las operaciones de escritura en el display, en realidad son operaciones de escritura en la memoria DDRAM. Según en la posición de esta memoria en la que se escriba el carácter, aparecerá en una posición u otra en el display real. Los caracteres enviados al display pueden ser visibles si se encuentran en posiciones que caen dentro del display real o pueden ser no visibles. En la figura 6, las posiciones (1,1)-(16,1) y (1,2)-(16,2) son visibles. Todos los caracteres enviados a esas posiciones serán visibles. Si se envía un carácter a cualquiera de las otras posiciones no será visible.

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2.4.2. GGRAM (Character Generador RAM)

La CGRAM es la memoria que contiene los caracteres definibles por el usuario. Está formada por 64 posiciones, con direcciones 00h-3Fh. Cada posición es de 5 bits. La memoria está dividida en 8 bloques, correspondiendo cada bloque a un carácter definible por el usuario. Por ello el usuario puede definir como máximo 8 caracteres, cuyos códigos van del 0 al 7.

Figura 8. Mapa de memoria de la CG RAM

En la figura 8 se ha representado la CGRAM. Todas las direcciones están en hexadecimal.

Como se representó en la figura 3, cada carácter está constituido por una matriz de 5 columnas x 8 filas. Para definir un carácter y asignarle por ejemplo el código 0 habrá que almacenar en las posiciones 00h-07h los valores binarios de las 8 filas del carácter del usuario. Un bit con valor 1 representa un punto encendido. Un bit con valor 0 es un punto apagado.

Figura 9. Carácter definido por el usuario y los valores a almacenar en la CG RAM

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En la figura 9 se ha dibujado un carácter que se quiere definir. A la Derecha del dibujo se encuentran los valores en binario y en hexadecimal que hay que almacenar en las posiciones de la CGRAM. Si se quiere que este carácter tenga asignado el código 0 habrá que almacenar el valor 0Eh en la posición 00h, 01h y 02h, el valor 04h en la 03h.... y el valor 11h en la posición 07h, como se muestra en la figura 10.

Figura 10. Valores a almacenar en la CGRAM para definir el carácter 0

Una vez definido el nuevo carácter, cada vez que se envie su código correspondiente al display se visualizará.

3.- INTERFAZ HARDWARE

3.1.- ASIGNACION DE PINES

El módulo LCD tiene 14 pines descritos en la figura 11 y tabla 1. Se conecta fácilmente a cualquier sistema microcontrolador, tal como se muestra en la figura 17 y 18. Las líneas del bus datos son triestados y pasan a estado de alta impedancia cuando el LCD no está habilitado.

Figura 11. Asignación de pines del LCD

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Tabla 1. Función de los pines en un LCD

3.2.- EL INTERFAZ DEL DISPLAY CON EL MUNDO EXTERIOR

Figura 12. Interfaz del LCD con un sistema de control

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En la figura 12 aparecen las señales necesarias para el funcionamiento y control del display. Los datos se transmiten por un bus de datos de 8 bits de anchura (El display ofrece la posibilidad de trabajar con este bus multiplexado en dos grupos de 4 bits, pero esto se verá más adelante).

Para el control del display son necesarios 3 bits: una señal de enable (E), una para indicar lectura/escritura (R/W) y otra para seleccionar uno de los dos registros internos (RS). Por ello, en el caso peor, el sistema de control del display necesitará utilizar 8+3=11 bits. En el caso de utilizarse un microcontrolador (por ejemplo el PIC16F84A de la figura 17 y 18) será necesario utilizar 2 puertos, por ejemplo el PUERTO B para los datos y el PUERTO A para el control.

3.3. EL BUS DE DATOS

El bus de datos del display se puede configurar para funcionar de dos formas diferentes. Bien como un bus de 8 bits o bien como un bus multiplexado de 4 bits. El utilizar el bus multiplexado de 4 bits es una opción muy útil para ahorrar bits en el sistema de control.

En vez de utilizar 11 bits en total, se utilizan 7. Se ahorran bits pero se gana en complejidad del controlador (microcontrolador), que tiene que multiplexar y demultiplexar los datos. Al utilizar un bus de 8 bits hacemos que el controlador sea más sencillo pero se ‘gastan’ muchos mas bits.

Figura 13. Conexión del LCD utilizando un bus de 8 bits y de 4 bits

En la figura 12 aparecen representados los dos tipos de buses. Cuando se utiliza un bus de 4 bits sólo se utilizan los pines D4-D7 del display dejándose D0-D3 ‘al aire’. La transferencia de la información se realiza de la siguiente manera: primero los 4 bits más significativos y luego los 4 menos significativos.

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3.4. EL BUS DE CONTROL

El bus de control está formado por 3 señales: RS, R/W y E. La señal E es la señal de validación de los datos. Cuando no se utiliza el display esta señal debe permanecer a 0. Sólo en las transferencias de información (lecturas o escrituras) es cuando se pone a nivel 1 para validar los datos, pasando después de un tiempo a nivel 0.Más adelante se explican detalladamente las temporizaciones.

La señal R/W permite seleccionar si la operación que se va a realizar sobre el display es una lectura o una escritura. Cuando R/W=1 se realizan lecturas y cuando R/W=0 escrituras. Lo normal siempre es realizar escrituras, no obstante, el display ofrece la posibilidad de poder leer los contenidos de la memoria CGRAM y DDRAM así como leer el estado interno del display (ocupado o disponible) y el contador de direcciones..

Con RS (Register Select) se selecciona el registro interno del display sobre el que se va a leer/escribir. El LCD dispone de dos registros internos: Registro de control y registro de datos. Ambos registros son de lectura y escritura. RS=0 selecciona el registro de control. RS=1 el registro de datos.

En la sección 4 se tratan con detalle los diferentes comandos internos del display.

3.5.- EL CONTROL DEL CONTRASTE

Para controlar el constraste hay que introducir por el pin VLC una tensión entre 5 y 0 voltios. La tensión típica es de 0.6 voltios. Normalmente se coloca un potenciómetro para poder ajustar en cada momento el contraste más adecuado. En la figura 14 se muestra un esquema típico de control del contraste.

Figura 14. Control del contraste en el LCD

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3.5.- TEMPORIZACIÓN

En la figura 15 se han representado los cronogramas correspondientes a una operación de escritura y otra de lectura. Al controlar el display los tiempos empleados deben ser siempre mayores que los mínimos indicados en la figura y menores que los máximos. A pesar de la aparente complejidad del cronograma, las operaciones de lectura y escritura son muy sencillas. En la figura 15 se ha supuesto que las transmisiones de los datos se realizaban a 8 bits.

Figura 15. Cronogramas del LCD

En la figura 16 se muestran los cronogramas correspondientes a las operaciones más habituales: escritura de un carácter en el LCD. Se presenta el cronograma cuando se usa un bus de 8 bits y cuando se usa un bus multiplexado de 4 bits. Se ha supuesto que el carácter enviado es el 41h (La letra ‘A’).

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Figura 16. Cronogramas correspondientes a la operación de escribir el dato 41h (Carácter ‘A’) en el display utilizando un bus de datos de 8 y 4 bits.

Para el caso de 4 bits, primero se envían los 4 bits MAS SIGNIFICATIVOS y después los 4 bits menos significativos. Los cronogramas de arriba se pueden expresar ‘secuencialmente’, describiendo las operaciones que tendría que realizar un microcontrolador para escribir el carácter A en el LCD.

Operaciones a realizar para el caso de 8 bits.

1. La señal E se encuentra siempre a 0 antes de realizar cualquier operación2. Poner RS=1 y R/W=03. Situar el dato a imprimir en el bus de datos del LCD (En este ejemplo se enviaría (41h)4. E=15. E=06. El carácter ha sido imprimido en el LCD.

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Operaciones a realizar para el caso de 4 bits:1. Poner RS=1 y R/W=02. Situar el valor 4 en el bus de datos del LCD (4 bits más significativos)3. E=14. E=05. Situar el valor 1 en el bus de datos del LCD (4 bits menos significativos)6. E=17. E=08. El carácter ha sido imprimido en el LCD

En la figura 17 y 18 se ilustra las dos formas de conectar el modulo LCD (en este caso el LCD LM016L) con un microcontrolador (en este ejemplo el PIC16F84A), como se ha estado mencionando hasta el momento el bus de datos del display se puede configurar para funcionar de dos formas diferentes. Bien como un bus de 8 bits o bien como un bus multiplexado de 4 bits.

Figura 17. Conexión del LCD utilizando un bus de 4 bits

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Figura 18. Conexión del LCD utilizando un bus de 8 bits

3.6. MODOS DE FUNCIONAMIENTO

La mayoría de LCDs, tienen tres modos de funcionamiento principales:

Modo Comando. Cuando por el bus de datos el LCD recibe instrucciones como "Borrar Display", "Mover Cursor", "Desplazar a izquierda", etc. Para trabajar en modo comando, el pin RS debe estar a "0". El pin R/W también debe ser "0" para indicar que se está realizando una operación de escritura. Una operación en este modo tarda un máximo de 1,64 ms.

Modo Carácter o Dato. Cuando por el bus de datos el visualizador LCD recibe un carácter a escribir en la DDRAM. Es decir, cuando se envía al LCD el carácter ASCII a visualizar. Para trabajar en este modo, el pin RS debe estar a "1". El pin R/W debe ser "O" para indicar que está realizando una operación de escritura. También se le puede llamar "modo carácter" o "modo registro". Una operación en este modo tarda un máximo de 40 us.

Modo lectura del "Busy Flag" o LCD Ocupada. En el bit 7 del bus de dato el LCD informa al microcontrolador de que está ocupado, (este bit es denominado Busy Flag). Para ello se lee el bus de dato con RS=0 y R/W= 1, si el bit 7 del bus de datos es "1" indica que la pantalla LCD está ocupada realizando operaciones internas y no puede aceptar nuevas instrucciones ni datos. Hay que esperar a que el Busy Flag valga "0" para enviarle la siguiente instrucción o carácter.

El modo de operación de lectura del Busy Flag se ha ideado para evitar posibles problemas de tiempo, de manera que no se realiza ninguna operación con el LCD hasta

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comprobar que no está ocupado. El pin R/W permite leer el registro de estado en el modo Busy Flag que sólo sirve para comprobar si el controlador ha terminado de realizar la instrucción que se le ha enviado y así poder enviar más.

Para un control sencillo, se pueden realizar pausas después de cada instrucción o envío de datos para no tener que leer el registro de estado, con ello se evita el modo de lectura del Busy Flag. La principal ventaja de esto es que se logra ahorrar un pin del microcontrolador porque la línea R/W no es necesaria y se puede conectar directamente a masa. La detección del Busy Flag se sustituye entonces por un pequeño retardo antes de realizar cualquier nueva operación con el display LCD. Este retardo debe ser mayor de 1,64 ms si trabaja en modo comando y mayor de 40 µs si trabaja en modo dato.

4.- COMANDOS DE CONTROL DEL LCD

4.1.- INTRODUCCIÓN

El LCD se controla mediante comandos que se envían al registro de control del LCD, seleccionado al poner la señal RS a nivel bajo (0). Cuando lo que se quiere es imprimir caracteres en el display o enviar información a la CGRAM para definir caracteres se selecciona el registro de datos poniendo RS a nivel alto (1).

Existe un contador de direcciones para la DDRAM y otro para la CGRAM, el cual contiene la dirección a la que se va a acceder. Modificando el contador de direcciones es posible acceder a cualquier posición tanto de la CGRAM como de la DDRAM. Con ello se consigue por ejemplo imprimir caracteres en cualquier posición del LCD. Cada vez que se realiza un acceso a memoria, el contador de direcciones se incrementa o decrementa automáticamente, según cómo se haya configurado el LCD.

Al LCD le lleva un cierto tiempo procesar cada comando enviado. Por ello, para que se ejecute el comando especificado es necesario asegurarse de que el comando anterior ha finalizado. Existen dos estrategias para realizar esto. La primera se basa en leer del display el bit de ocupado. Si este bit se encuentra a 1 quiere decir que el LCD está ocupado procesando el comando anterior y por tanto no puede procesar nuevos comandos. La segunda estrategia, menos elegante pero más cómoda de implementar, consiste en realizar una pausa antes de volver a enviar el siguiente comando. Los tiempos máximos que tarda el display en procesar los comandos están especificados por el fabricante y tienen un valor típico de 40 µs. Si se realiza una pausa mayor o igual a esta se tiene garantía de que el display ha terminado de ejecutar el comando.

4.2. RESUMEN DE COMANDOS

Los comandos que admite el módulo LCD se resumen en la tabla 2.

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Tabla 2. Resumen de los comandos del LCD

Tabla 3. Abreviaturas empleadas en los códigos y su significado4.3. DESCRIPCIÓN DE LOS COMANDOS

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Seguidamente se presenta una serie de comando o instrucciones que permiten configurar diferentes opciones de trabajo del módulo LCD y conseguir con ello distintos efectos de visualización

El juego de instrucciones consiste en diferentes códigos que se introducen a través del Bus de datos del módulo LCD conectado al Port B del PIC16F84A

CLEAR DISPLAY (Borrar Display)

Este comando borra todas las posiones del display virtual y sitúa el display real en la posición inicial (Figura 6), en la que se visualizan las posiciones desde la (1,1) hasta la (16,1) y desde la (1,2) hasta la (16,2). El cursor se sitúa en la posición (1,1) (Dirección 0 de la DDRAM). Pone el bit I/D a "1" por defecto para auto incremento de la posición del cursor.Código:

RETURN HOME (Cursor a Home)

Enviar el cursor a la posición (1,1). El display real se sitúa en la posición inicial. (Figura 6). Es decir que coloca el cursor en la posición de inicio (dirección 0) y hace que el display comience a desplazarse desde la posición original. El contenido de la memoria RAM de datos de visualización (DDRAM) permanece invariable. La dirección de la memoria RAM de datos para la visualización (DDRAM) es puesta a 0.

Código:

ENTRY MODE SET (Establecer Modo de Funcionamiento)

Actualizar el contador de direcciones en la forma especificada y establecer si el display realiza desplazamientos o no. Estas acciones se llevan a cabo cada vez que se realiza una lectura o escritura en el display. Cuando I/D=1, el contador de direcciones se incrementa, lo que provoca que el cursor avance hacia la derecha cada vez que se imprime un carácter en el display. Cuando I/D=0 el contador se decrementa y el cursor se mueve hacia la izquierda al imprimir. Con S=1 se indica al LCD que debe mover el

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display real una posición a la derecha cada vez que se imprime un carácter. Con S=0 el display debe permanecer ‘quieto’ al imprimir. (Normalmente se utiliza I/D=1 y S=0, por lo que el comando típico es 0x06)

Estas operaciones se ejecutan durante la lectura o escritura de la DDRAM o CGRAM.

Código:

DISPLAY ON/OFF CONTROL

Activa o desactiva poniendo en ON/OFF tanto al display (D) como al cursor (C) y se establece si este último debe o no parpadear (B).

Código:

Display ON/OFF: D=1 activar el LCD. Cuando D=0 el LCD funciona normalmente pero no se visualiza ninguna información. Es posible realizar impresiones, enviar comandos, pero nada quedará reflejado en pantalla. Sólo cuando D=1 se puede ver algo en el display.

Cursor ON/OFF: C=1 activa el cursor. Con C=0 el cursor no se ve.

Parpadeo ON/OFF: B=1 hace que los caracteres situados en la posición del cursor parpadeen. Con B=0 no hay parpadeo.

CURSOR AND DISPLAY SHIFT (Desplazamiento del cursor/display)

Mueve el cursor y desplaza el display sin cambiar el contenido de la memoria de datos de visualización DD RAM.

Código:

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Con S/C=1 se mueve el display, con S/C=0 el cursor. R/L=1 desplaza a la derecha y R/L=0 a la izquierda.

FUNCTION SET (Modo de Transferencia de la Información)

Establece el tamaño de interfase con el bus de datos (DL), número de líneas del display(N) y tipo de carácter (F).

Código:

D L= ”1” Trabaja en bus de 8 bits, si =”0” bus de 4 bitsN = “1” Presentación en 2 líneas, si = “0” se una líneaF = ”1” caracteres de 5x10 pixel, si =”0” 5x7

SET CGRAM ADDRESS (Acceso a Posiciones Concretas de la CGRAM)

El módulo LCD además de tener definidos todo el conjunto de caracteres ASCII, permite al usuario definir 4 u 8 caracteres gráficos. La composición de estos caracteres se va guardando en una memoria llamada CGRAM con capacidad para 64 bytes. Cada carácter gráfico definido por el usuario se compone de 16 u 6 bytes que se almacenan en sucesivas posiciones de la CGRAM.

Mediante esta instrucción se establece la dirección de la memoria CG RAM a partir de la cual se irán almacenando los bytes que definen un carácter gráfico. Ejecutado este comando todos los datos que se escriban o se lean posteriormente, lo hacen desde esta memoria CGRAM.

Código:

SET DDRAM ADDRESS (Acceso a Posiciones Concretas de la DDRAM)

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Los caracteres o datos que se van visualizando, se van almacenando previamente en una memoria llamada DDRAM para de aquí pasar a la pantalla.

Mediante esta instrucción se establece la dirección de memoria DDRAM a partir de la cual se irán almacenando los datos a visualizar. Ejecutado este comando, todos los datos que se escriban o lean posteriormente los hacen desde esta memoria DDRAM.

Código:

READ BUSY FLAG & ADDRESS

Cuando el módulo LCD está ejecutando cualquiera de estas instrucciones, tarda un cierto tiempo de ejecución en el que no se le debe mandar ninguna otra instrucción. Para ello dispone de un flag llamado BUSY (BF) que indica que se está ejecutando una instrucción previa.

Esta instrucción de lectura informa del estado de dicho flag además de proporcionar el valor del contador de direcciones de la CGRAM o de la DDRAM según la última que se haya empleado.

Código:

BF =”1” el módulo LCD está ocupado y si =”0” está disponible

WRITE DATA TO CGRAM OR DDRAM (Envíar datos a la CGRAM o a la DDRAM)

Mediante este comando se escribe en la memoria DDRAM los datos que se quieren presentar en pantalla y que serán los diferentes códigos ASCII de los caracteres a visualizar.

Igualmente se escribe en la memoria CGRAM los diferentes bytes que permiten confeccionar caracteres gráficos a gusto del usuario.El escribir en uno u otro tipo de memoria depende de si se ha empleado previamente la instrucción de direccionamiento DD RAM o la de direccionamiento CGRAM.

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Lo normal es acceder siempre a la DDRAM, porque es donde se va a realizar la impresión de caracteres en el display.

Código:

READ DATA FRW CGRAM OR DD RAM (Leer datos de la CGRAM o la DDRAM)

Mediante este comando se lee de la memoria DDRAM los datos que haya almacenados y que serán los códigos ASCII de los caracteres visualizados.

Igualmente se lee de la memoria CGRAM los diferentes bytes con los que se ha confeccionado un determinado carácter gráfico.

El leer de uno u otro tipo de memoria depende de si se ha empleado previamente la instrucción de direccionamiento de la DDRAM o la de direccionamiento CG RAM.

Código:

4.4 SECUENCIA TIPICA DE INICIALIZACION DEL LCD

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El módulo LCD ejecuta automáticamente una secuencia de inicio interna en el instante de aplicarle la tensión de alimentación si se cumplen los requisitos de alimentación expuestos en el siguiente cronograma.

Dichos requisitos consisten en que el tiempo que tarde en estabilizarse la tensión desde 0.2 V hasta los 4.5V mínimos necesarios sea entre 0.1 mS y 10 mS. Igualmente el tiempo de desconexión debe ser como mínimo de 1 mS antes de volver a conectar.

La secuencia de inicio ejecutada es la siguiente:

1. Se ejecuta el comando CLEAR DISPLAY borrando la pantalla. El flag BUSY se mantiene a "1" (ocupado) durante 15 mS hasta que finaliza la inicialización.

2. Se ejecuta el comando FUNCTION SET, que establece el interfaz con el Bus de datos. Se elige por defecto el tamaño del bus de datos a 8 bits (DL=1) y el número de renglones del display en 1 (N=0).

3. Se ejecuta el comando DISPLAY ON/OFF CONTROL, que hace que el display que en OFF (D=0); también cursor en OFF (C=0) y sin parpadeo del cursor en (B=0)

4. Se ejecuta el comando ENTRY MODE SET, que establece la dirección de movimiento del cursor con autoincremento del cursor (I/D=1) y modo normal, no desplazamiento, del display (S=0).

Si la conexión de la alimentación no reune las condiciones que exige el módulo LCD, habría que realizar la secuencia de inicialización por software. En cualquier caso, es importante enviar al LCD la primera instrucción de trabajo después de que hayan transcurrido 15 ms, para completar dicha secuencia de inicialización.

5. JUEGO DE CARACTERES

Es el mostrado en la siguiente Figura 19. Las posiciones marcadas como CGRAM(n) corresponden a uno de los 8 posibles caracteres gráficos definidos por el usuario.

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Figura 19. Juego de Caracteres

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6. RUTINAS DE CONTROL

En este apartado se presentan una serie de rutinas escritas en el ensamblador MPASM de MICROCHIP con objeto de proporcionar al usuario una idea de cómo gestionar las diferentes actividades a realizar con el módulo LCD. Están realizadas basándose en un PIC 16F84A a 4 MHz de velocidad.

6.1. LCD_E

Genera un pulso por la patilla RA2 (señal E) para activar al módulo LCD. El pulso es de lS de duración trabajando a 4 MHz. En caso de frecuencias mayores de trabajo habrá que aumentar este tiempo para no rebasar la duración mínima impuesta por el fabricante del LCD.

LCD_E bsf RA,2 ;Activa señal Enop ;Espera de 1S (necesario con de f8Mhz)bcf RA,2 ;Desactiva señal Ereturn

6.2 LCD-BUSY

Chequea el estado del flag Busy del LCD y espera a que finalice cualquier instrucción previa antes de retomar.

LCD-BUSY bsf RA,1 ;Pone el LCD en modo lecturabsf STATUS,S ;Selecciona el banco 1movlw 0xffmovwf TRISB ;Port B activo de entradabcf STATUS,S ;Selecciona el banco 0bsf RA,2 ;Activa el LCD (señal E)nop

L_BUSY btfsc RB,7 ;Chequea el bit busygoto L_BUSY ;Está “1 " (ocupado)bcf RA,2 ;Desactiva el LCD (señal E)bsf STATUS,S ;Selecciona el banco 1clrf TRISB ;Port B activo de salidabcf STATUS.S ;Selecciona el banco 0bcf RA,1 ;Pone el LCD en modo escritareturn

6.3 LCD_REG

Deposita el código de instrucción presente en el registro W del PIC sobre el PORTB. Espera que el LCD ejecute la última operación y genera el pulso de activación en la señal E.

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LCD_REG bcf RA,0 ;Desactiva RS (modo instrucción)movwf RB ;Saca el código de instruccióncall LCD_BUSY ;Espera que se libere el LCDgoto LCD_E ;Genera pulso en la señal E

6.4 LCD_DATOS

Deposita el código ASCII del carácter a visualizar presente en el registro W, sobre el PORTB. Espera a que el LCD ejecute la última operación y genera el pulso de activación en la señal E.

LCD_DATOS bcf RA,0 ;Desactiva RS (modo instrucción)movwf RB ;Valor ASCII a sacar por RBcall LCD_BUS ;Espera que se libere el LCDbsf RA,0 ;Activa RS (modo dato)goto LCD_E ;Genera pulso en la señal E

6.5 LCD_INI

Realiza la inicialización del módulo LCD según los tiempos marcados por el fabricante (15 mS). En este ejemplo se inicia con un interfase de 8 bits de bus de datos, 2 líneas de visualización y caracteres de 5 x 7 puntos.

LCD-INI movlw b'001110001call LCD_REG ;Código de instruccióncall DELAY_5MS ;Temporiza 5 mSmovlw b'001110001call LCD_REG ;Código de instruccióncall DELAY_5MS ;Temporiza 5 mSmovlw b'00111000'call LCD-REG ;Código de instruccióncall DELAY-5MS ;Temporiza 5 mSmovlw b’00000001’ ;Borra el LCD y homecall LCD_REGreturn

6.6 DELAY_5MS

Genera una temporización de 5 mS. Se emplean dos variables llamadas DATO_A y DATO_B que se decrementan hasta completar la temporización.

DELAY_5MS movlw 0x1Amovwf DATO-B ;Carga la variable DATO -Bclrf DATO_A ;Carga la variable DATO-A

DELAY-1 decfsz DATO_A,1 ;Decrementa la variable DATO-Agoto DELAY-1decfsz DATO_B,1 ;Decrementa la variable DATO-Bgoto DELAY_1return

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6.7. DELAY 10 ms

Genera, con ayuda del TMRO y el preescaler de 256, una temporización de unos l0 mS que se repite tantas veces como indique la variable TEMPO1.

DELAYI0 bcf INTCON,2 ;flag de estado del TMROmovlw 0xD8movwf TMER0 ;Carga TMRO para que cuente 39

DELAY10_1 btfss INTCON,2 ;Espera overflow del TMROgoto DELAY10_1decfsz TEMPO1,1 ;Repite TEMPO1 vecesgoto DELAY10return

6.8. DELAY 1 s

En base a la rutina anterior se realiza una temporización de 1s cargando en la variable TEMPO1 el valor 100 (64h).

DELAYIS movlw 0x64movwf TEMP01 ;Caiga la variable TEMIP01call DELAYLSreturn

7. CONCLUSIONES

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En muchos proyectos es necesario visualizar información a través de una pantalla de bajo coste. La forma más utilizada es mediante un display LCD tal y como se explico en este trabajo de investigación.

Distintos fabricantes ofrecen multitud de versiones de visualizadores de cristal líquido Los modelos más utilizados son los módulos de dos líneas de 16 caracteres cada una. Su fácil manejo los hacen ideal para dispositivos que necesitan una capacidad de visualización pequeña o media.

La ventaja fundamental del control mediante 8 bits respecto de 4 bits, es una mayor rapidez al enviar los 8 bits por el puerto de una vez, en lugar de empaquetarlos en bloque de 4 bits. Además, el software de control es más sencillo.

Según la necesidad del usuario y la tarea a realizar se debe escoger y manejar un específico modo funcionamiento del LCD para facilitar el intercambio de información con el microcontrolador.

8. BIBLIOGRAFÍA

http://www.terra.es/personal/fremiro/Archivos/Lcd.pdf

http://www.microbotica.com/web/downl/docs/display.pdf

http://ccna5.net/ccna-rs-introduction-to-networks-chapter-2-exam-version-5-0-pdf/ ciscohttp://ccna5.net/ccna-rs-introduction-to-networks-chapter-3-exam-version-5-0-pdf/

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