Practica No 6 6EV2 LCD

CARRERA DE INGENIERIA ELECTRICA.Prácticas de Laboratorio de Electrónica III. Práctica No. 6

INSTTITUTO POLITECNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

INGENIERIA ELECTRICA

LABORATORIO DE ELECTRONICA III.

PRACTICA No. 6 GRUPO:6EV2_ABRIL 2015.

MANEJO DEL DISPLAY DE CRISTAL LIQUIDO (LCD)

Número de Equipo: _____

Grupo: ________

INTEGRANTES

Nombre de los Alumnos: No. de Boleta:1). ___________ ___________ ______________ ____________2). ___________ ___________ ______________ ____________

Nombre de los Profesores: Prof. Titular: ___________ ___________ _____________Prof. Adjunto: ___________ ___________ _____________Prof. Adjunto: ___________ ___________ _____________

Fecha de realización: ___________

Calificación: ___________


PRÀCTICA No. 6: MANEJO DEL DISPLAY DE CRISTAL LIQUIDO (LCD).

OBJETIVOS:

Que el alumno al término de esta práctica sea capaz de demostrar que:

a) Conocer los diferentes tipos de Display LCD.b) Identificar las terminales de un Display LCD.c) Conectar y configurar un Display LCD.d) Configurar mediante el uso de comandos a un Display LCD.e) Enviar datos en forma de caracteres a la pantalla del Display LCD.

INTRODUCCION:

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. En la sección 2 se trata sobre las características principales del display: caracteres, memoria interna, alimentación, aspecto físico. Esta sección debe ser leída por cualquiera que vaya a manejar un LCD. La sección 3 trata sobre los detalles relacionados con el Hardware: asignación de pines, bus de datos, de control, control del contraste, cronogramas. Finalmente en la sección 4 se encuentran explicados los comandos de control del LCD y la secuencia de inicialización. En esta parte se supone que el lector no conoce nada acerca de los LCD. Por ello es imprescindible para familiarizarse con su manejo y control.

6.2.- CARACTERISTICAS DEL DISPLAY6.2.1.- ASPECTO FISICOEl 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.

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.

Fi

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Pines para conexión del LCD

Circu i to Impreso

Figura 2: Capacidad de visualización de caracteres del display


6.2.3.- 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.

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

Código Car. Código Car. Código Car. Código Car. Código Car. Código Car.$20 espacio $30 0 $40 $50 P $60 ‘ $70 p$21 ! $31 1 $41 A $51 Q $61 a $71 q$22 “ $32 2 $42 B $52 R $62 b $72 r$23 # $33 3 $43 C $53 S $63 c $73 s$24 $ $34 4 $44 D $54 T $64 d $74 t$25 % $35 5 $45 E $55 U $65 e $75 u$26 & $36 6 $46 F $56 V $66 f $76 v$27 ‘ $37 7 $47 G $57 W $67 g $77 w$28 ( $38 8 $48 H $58 X $68 h $78 x$29 ) $39 9 $49 I $59 Y $69 i $79 y$2A * $3A : $4A J $5A Z $6A j $7A z$2B + $3B ; $4B K $5B [ $6B k $7B $2C , $3C < $4C L $5C $6C l $7C |$2D - $3D = $4D M $5D $6D m $7D $2E . $3E > $4E N $5E ^ $6E n $7E$2F / $3F ? $4F O $5F _ $6F o $7F

Tabla 1: Código asociado a cada carácter imprimible por el display.

En la tabla 1 se muestran los caracteres más importantes que es capaz de imprimir el display. Todos los códigos están en hexadecimal. No se han representado los caracteres correspondientes a los códigos desde el $80 hasta el $FF, que corresponden a símbolos extraños. Los códigos comprendidos entre el 0 y el 7 están reservados para que el usuario los defina.


Figura 4: Display virtual y display real


6.2.4.- LA MEMORIA DEL LCD

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

6.2.4.1.- DD RAM (Display Data 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 DD RAM tiene un tamaño de 2x40=80 bytes.

Debido a esta peculiar disposición de la DD RAM se puede pensar en el display como un display virtual constituido por dos líneas de 40 caracteres cada una (Fig. 4). 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. 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 4 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 4, 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 5 se muestra la situación del display real respecto al virtual al inicializar el LCD.

Figura 5: Posición del display real respecto al virtual cuando se inicializa el LCD.


CARRERA DE INGENIERIA ELECTRICA.Prácticas de Laboratorio de Electrónica III. Práctica No. 6 En el ejemplo de la figura 5, en la posición (2,1) se encuentra la letra E y en la posición (16,1) la letra U.

Figura 6: Mapa de memoria de la DD RAM y sus posiciones en el display virtual.

El mapa de memoria de la DD RAM se muestra en la figura 6. 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 $00-$27 están asociadas a las posiciones (1,1)-(40,1) del display virtual y las direcciones $40-$67 a las posiciones (1 ,2)-(40,2). En el ejemplo, en la dirección $40 de la DD RAM se encuentra almacenado el carácter H, que se corresponde con la posición (1,2) del display virtual. En la dirección $02 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 DD RAM. 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 5, las posiciones (1,1)-(16,1) y (1,2)-(16,2) son visibles. Todas los caracteres enviados a esas posiciones serán visibles. Si se envía un carácter a cualquiera de las otras posiciones no será visible.

6.2.4.2.- LA CG RAM (Character Generator RAM)

La CG RAM es la memoria que contiene los caracteres definibles por el usuario. Está formada por 64 posiciones, con direcciones $00-$3F. Cada posición es de 5 bits.

CARRERA DE INGENIERIA ELECTRICA.Prácticas de Laboratorio de Electrónica III. Práctica No. 6 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. En la figura 7 se ha representado la CG RAM. 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 $00-$07 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.

6

Figura 7: Mapa de memoria de la CG RAM


En la figura 8 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 CG RAM. Si se quiere que este carácter tenga asignado el código 0 habrá que almacenar el valor $0E en la posición $00, $01 y $02, el valor $04 en la $03.... y el valor $11 en la posición $07, como se muestra en la figura 9.Una vez definido el nuevo carácter, cada vez que se envie su código correspondiente al display se visualizará.

Figura 8: Carácter definido por el usuario y los valores a almacenar en la CG RAM

Figura 9: Valores a almacenar en la CG RAM para definir el carácter

6.3.- INTERFAZ HARDWARE 6.3.1.-Asignación de pines

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Figura 10: Asignación de pines del LCD

6.3.2.- El interfaz del display con el mundo exteriorEn la figura 11 aparecen las s e ñ a l e s n e c e s a r i a s p a r a e l 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 la tarj eta CT68 11 será necesario utilizar 2 puertos, por ejemplo el PUERTO C para los datos y el PUERTO B para el control.

Figura 11: Interfaz del LCD con un sistema de control

6.3.3.- 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.

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CARRERA DE INGENIERIA ELECTRICA.Prácticas de Laboratorio de Electrónica III. Práctica No. 6 De esta forma se ahorran bits pero se gana en complejidad del controlador, q u e t i e n e q u e m u l t i p l e x a r y demultiplexar los datos. Al utilizar un bus de 8 bits hacemos que el controlador sea más sencillo pero se ‘gastan’ muchos más bits.

Figura 12: Conexión del LCD utilizando un bus de 8 bits y de 4 bits

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Figura 13: Control del contraste en el LCD


En la figura 11 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.

6.3.4.- 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. En la siguiente sección 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 CG RAM y DD RAM 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.

REGISTRO DE CONTROL REGISTRO DE DATOSLECTURA Lectura del flag de ocupado (D7) y del contador de

direcciones (D0-D6)Leer contenido de la memoria CG RAM o DD RAM

ESCRITURA Ejecución de un comando interno: borrar display, desplazar el display, mover cursor...

Escribir en la DD RAM o CG RAM

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

6.3.5.- El control del contraste

Para controlar el contraste hay que introducir por el pin Vo una tensión entre 5 y 0 voltios. La tensión típica es de 0.6 voltios. Normalmente se coloca un potenciómetro para poder ajustar en cadamomento el contraste más adecuado. En la figura 13 se muestra un esquema típico de control del contraste.

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6.3.5.- Temporización

En la figura 14 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 14 se ha supuesto que las transmisiones de los datos se realizaban a 8 bits.

Figura 14: Cronogramas del LCD

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En la figura 15 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 $41 (La letra ‘A’).7


Figura 15: Cronogramas correspondientes a la operación de escribir el dato $41 (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 $41)4. E = 15. E = 06. El carácter ha sido imprimido en el LCD.

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=0

El carácter ha sido imprimido en el LCD.

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CARRERA DE INGENIERIA ELECTRICA.Prácticas de Laboratorio de Electrónica III. Práctica No. 6 6.4.- COMANDOS DEL LCD

6.4.1.- 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 CG RAM para definir caracteres se selecciona el registro de datos poniendo RS a nivel alto (1).

Existe un contador de direcciones para la DD RAM y otro para la CG RAM, 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 CG RAM como de la DD RAM. 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 s. Si se realiza una pausa mayor o igual a esta se tiene garantía de que el display ha terminado de ejecutar el comando.

6.4.2.- Resumen de comandos.

Figura 16: Resumen de los comandos del LCD

6.4.3.- Descripción de los comandos 6.4.3.1.- Borrar el display

DESCRIPCION: Este comando borra todas las posiones del display virtual y sitúa el display real en la posición inicial (Figura 5), 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 DD RAM).

CODIGO: $01 TIEMPO DE EJECUCION: 1.64ms


CARRERA DE INGENIERIA ELECTRICA.Prácticas de Laboratorio de Electrónica III. Práctica No. 6 6.4.3.2.- Cursor a HOME

DESCRIPCION: Enviar el cursor a la posición (1,1). El display real se sitúa en la posición inicial. (Figura 5).

CODIGO: $02 TIEMPO DE EJECUCION: 1.64ms

6.4.3.3.- Establecer modo de funcionamiento CODIGO: 0 0 0 0 0 1 I/D S DESCRIPCION: 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 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).

TIEMPO DE EJECUCION: 40µ

6.4.3.4.- Control ON/OFF CODIGO: 0 0 0 0 1 D C B CODIGO TIPICO: $0E DESCRIPCION: Activar o desactivar el display, el cursor y el parpadeo 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. TIEMPO DE EJECUCION: 40 µ

6.4.3.5.- Desplazamiento del cursor/display CODIGO: 0 0 0 1 S/C R/L 0 0 DESCRIPCION: Desplazar una posición el cursor o el diplay real. 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. TIEMPO DE EJECUCION: 40 µ.

6.4.3.6.- Modo de transferencia de la información CODIGO: 0 0 1 DL 1 0 0 0 DESCRIPCION: Seleccionar el bus de datos del display para trabajar a 8 bits (DL=1) o a 4 bits

(DL=0) TIEMPO DE EJECUCION: 40µ

6.4.3.7.- Acceso a posiciones concretas de la CG RAM CODIGO: 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 CODIGO TIPICO: 0 1 0 0 0 0 0 0 (Acceso a la posición 0 de la CG RAM) DESCRIPCION: Acceder a

la dirección A5 A4 A3 A2 A1 A0 de la CG RAM. Esta es la dirección que se copia en el contador de direcciones de la CG RAM. La siguiente escritura en el registro de datos del display (RS=1) se copiará en la posición indicada de la CG RAM.

TIEMPO DE EJECUCION: 40 µ

6.4.3.8.- Acceso a posiciones concretas de la DD RAM CODIGO: 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 CODIGO TIPICO: 1 0 0 0 0 0 0 0 (Acceso a la posición 0 de la DD RAM) DESCRIPCION: La

dirección A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 se copia en el contador de direcciones de la DD RAM. La siguiente escritura en el registro de datos (RS=1) se grabará en la posición indicada de la DD RAM.

TIEMPO DE EJECUCION: 40 µ



6.4.3.9.- Enviar datos a la CG RAM o a la DD RAM TIEMPO EJECUCION: 40 µ DESCRIPCION: Enviar un dato a la DD RAM o a la CG RAM. Por defecto se accede a la DD

RAM, con lo que se imprimen los caracteres especificados en el display. La selección de una u otra memoria se realiza mediante los comandos descritos en los apartados 4.3.7 y 4.3.8. A la CG RAM se accede para definir caracteres especiales. Lo normal es acceder siempre a la DD RAM, porque es donde se va a realizar la impresión de caracteres en el display.

6.4.4.- SECUENCIA TIPICA DE INICIALIZACION DEL LCD

En la figura 17 se ha representado en un diagrama la secuencia de inicialización del LCD para trabajar con un bus de datos de 8 ó 4 bits. Para el caso de 8 bits no hay ningún problema, sin embargo el caso de 4 bits es un poco más complejo. Después de encender el LCD aparecerá la línea superior un poco más oscura que la inferir. Esto quiere decir que el display no ha sido inicializado todavía. En el caso de 4 bits sólo se conectan 4 bits mas significativos del LCD, dejando los otros 4 al ‘aire’. Al enviar el código 2 (Bits 0 0 1 0) el display se configura para trabajar a 4 bits. Se puede observar cómo la línea superior deja de estar más oscura que la inferior. A partir de este momento las transferencias hay que realizarlas en dos partes: primero se envían los 4 bits mas significativos y después los 4 bits menos significativos. Para confirmar que la transferencia es a 4 bits hay que enviar el código $28; primero los bits 0 0 1 0 y después los bits 1 0 0 0. De aquí en adelante la inicialización es igual tanto para 8 bits como para 4, con la salvedad de que en el segundo caso hay que enviar los datos multiplexados.

Figura 17: Códigos a enviar para inicializar el display, tanto a 8 bits como a 4.

MATERIAL Y EQUIPO:


CARRERA DE INGENIERIA ELECTRICA.Prácticas de Laboratorio de Electrónica III. Práctica No. 6 1 Dip-switch de 10 posiciones. 1 Fuente de Alimentación1 Interruptor un tiro dos posiciones NC (normalmente cerrado).1 Display LCD de 16x2.10 Resistencias de 4.7KΩ.1 Potenciómetro de 10KΩ.

DESARROLLO:

PROTOTIPO DEL CIRCUITO

Para un módulo LCD para ser utilizado con eficacia en cualquier sistema electrónico como un microprocesador o

microcontrolador generalmente es necesario conocerlo para controlarlo. Sin embargo, antes de tratar de conectarlos a los dos juntos, es necesario inicializarlo mediante una serie de experimentos que se pueden realizar, esto es mediante

la conexión de una serie de interruptores a los pines del módulo. Este es un paso beneficioso, incluso si usted está bien familiarizado con el funcionamiento de los microprocesadores.

Fig. 18. Diagrama del circuito de una plataforma experimental de LCD.

En la figura. 18Se muestra el esquema del circuito de experimentación LCD. En el circuito se pueden conectar un DIP de interruptores hacia las líneas de datos (S1 a S8), un interruptor de palanca para la entrada de RS (S10), y un

interruptor de acción momentánea (o micro) para la entrada E (S9). La línea R/W está conectada a tierra (0 V), ya que en la pantalla sólo se va a escribir en este momento.

Probablemente sea más conveniente utilizar un paquete de resistencias para las ocho resistencias (R1 a R8) que están en las líneas de datos. Las otras dos resistencias, R9 y R10, pueden ser tipos discretos. Potenciómetro preset VR1 que se utiliza para el control de contraste y se muestra con un extremo izquierdo desconectado. Si se desea, este extremo se puede conectar a la línea positiva a través de una resistencia de unos 47kΩ (debe estar conectado a una fuente negativa, a través de una resistencia similar, para los módulos que requieran polarización negativa).


CARRERA DE INGENIERIA ELECTRICA.Prácticas de Laboratorio de Electrónica III. Práctica No. 6 Todos los interruptores deben estar conectados para cuando se requieran en la posición de "ON" o en la posición "OFF", de modo que genere los estados lógicos. Se pueden arreglar los interruptores tal que el bit D7 se encuentre en el lado izquierdo y el bit D0 se encuentre en el lado derecho.

Inicialmente el control del contraste se puede ajustar hasta su valor máximo y sin aplicar una tensión negativa por tanto se puede conectar a tierra. La configuración inicial de los interruptores no es importante, pero se sugiere que el RS interruptor (S10) sea ''1'', y el interruptor E (S9) se deja sin presionar. Los interruptores de datos, de S1 a S8, se pueden establecer en cualquier valor para esta etapa. Con esto se puede decir que se está preparado para enviar comandos y datos al LCD.

1erEXPERIMENTO.

Comandos básicos.

Cuando se enciende la pantalla debe mostrar una serie de casillas negras, posiblemente, sólo en una parte de la pantalla. Estas casillas son la matriz para los caracteres y que se encuentran en su estado de apagado, por lo que el control de contraste se debe ajustar a la izquierda hasta que las casillas sean apenas visibles.

La pantalla se reajusta a un estado inicial cuando se aplica energía, de modo que incluso si los caracteres se introducen, no se puede ver. Por tanto, es necesario emitir una orden o comando en este momento, para cambiar la pantalla encendida.

Una lista completa de los comandos que se emplean en el LCD se ven en el cuadro 2, junto con sus valores binarios y hexadecimales. Las condiciones iniciales del LCD después del encendido están marcados con un asterisco.

A lo largo de esta práctica, se pondrá énfasis en el valor binario que se envía ya que esto muestra que los bits de datos se están estableciendo para cada comando. Después de cada valor binario, el valor hexadecimal equivalente se cita entre paréntesis, el $ prefijo que indica que es hexadecimal.

La pantalla LCD se turna en On/Off por medio del cursor sobre la misma y también se presenta este cambio en tiempos iguales. Inicialmente, es mejor seleccionar un cursor parpadeante con subrayado, por lo que su configuración se establece, por el código 00001111 ($ 0F).

La configuración de los interruptores de datos (S1 a S8) se ponen en 00001111 ($ 0F) y asegurar que el interruptor de RS (S10) este en 0 lógico, de tal forma que el modo del dispositivo está en modo de comando. Ahora se presiona el interruptor E (S9) durante un instante, que permite al chip de la LCD a aceptar los datos, y esto permitirá al cursor parpadear con subrayado, apareciendo en la posición del lado izquierdo de la pantalla.

Si el módulo se desea emplear a dos líneas, la segunda línea se puede conectar con el comando conjunto de funciones. Este comando también se determina cuando se desea hacer una transferencia en modo de 8 bits o un modo de 4 bits de datos, y si el formato del carácter es de 5x10 o5x7 píxeles. Así, para los datos de 8 bits, a dos líneas y un formato de 5x7, se establece el valor binario 00111000 ($ 38), y el interruptor RS (S10) debe estar en bajo y después se pulsa momentáneamente el interruptor E, S9.

Ahora será necesario aumentar el contraste un poco, como el modo de dos líneas tiene un requerimiento de corriente diferente. Ahora ponga el interruptor RS en la posición “ALTO'' (1 lógico), esto permite cambiar el chip del LCD del modo de comando al modo de impresión de caracteres, por lo que se introduce el siguiente valor binario 01000001 ($41) en los interruptores de datos. Este es el código ASCII para la letra A.

Pulse el interruptor E, y observamos la pantalla se imprime la letra "A". Es evidente que algunas veces no del todo está bien, ya que se requiere que se impriman varias veces el carácter para ver el carácter en píxeles que se va a imprimir después de un tiempo.


CARRERA DE INGENIERIA ELECTRICA.Prácticas de Laboratorio de Electrónica III. Práctica No. 6 SISTEMA ANTIREBOTES.El problema aquí se trata es sobre los rebotes de contacto dado por los interruptores. Prácticamente cada vez que el interruptor se cierra E, el contacto se recuperará, por lo que, en la mayoría de los casos se presentara transiciones de

impulsos que se pueden generar como caracteres indeseables sobre la pantalla. Por lo tanto, se necesita un circuito de

"rebote". Una solución al problema de rebote se muestra en la figura. 19.

Fig. 19. El circuito anti-rebote.

El circuito esta conformado por un par de compuertas NAND que están interconectados para formar un sistema de

flip-flop, para que el rebote de contacto se elimine. Esta compuerta puede ser un 74LS00 TTL o CMOS 74HC00

puede ser utilizado en este circuito. El interruptor debe ser un SPDT del tipo un polo dos tiros, un micro-switch es ideal.

Después de modificar el circuito, la pantalla completa de toda se puede borrar utilizando el comando Borrar. Poniendo el valor binario 00000001 ($ 01) en los interruptores de datos, establecer el interruptor RS en la posición "abajo" y

pulsar el interruptor E. Por lo que la pantalla se borrará.

Tenga en cuenta que la salida del circuito "anti-rebote" es alto cuando el interruptor se presiona y baja cuando el

interruptor está presionado. Donde el cambio de transición de alto a bajo actualiza los datos en el módulo del LCD, y se observan los caracteres que aparecerán en la pantalla, esto se logra cuando se libera el interruptor E.

2º EXPERIMENTO

Introducción de texto

En primer lugar, es un pequeño proceso que es manual y mucho más fácil para introducir caracteres y comandos en formato binario (aunque, por supuesto, tendrá que traducir los comandos de binario a hexadecimal para que sepa qué

bits va a configurar). La sustitución del conjunto de interruptores DIL con un par de mini-interruptores para dar los valores en hexadecimal, esto se ve de acuerdo al de cableado del circuito.

Los interruptores deben ser del tipo donde ON= 0, por lo que cuando se desplace a la posición cero, las cuatro salidas se ponen en cortocircuito con el conector común o referencia, y en la posición "OFF", las cuatro salidas estarán en circuito abierto.

Todos los caracteres disponibles, que están integrados en el módulo se muestran en la Tabla 3. El estudio de la tabla, veremos los códigos asociados a los caracteres que se citan en formato binario y hexadecimal, de acuerdo a los bits


CARRERA DE INGENIERIA ELECTRICA.Prácticas de Laboratorio de Electrónica III. Práctica No. 6 más significativos (los cuatro bits de la "izquierda") en la parte superior, y los bits menos significativos (los cuatro bits del lado "derecho").

La mayoría de los caracteres se ajustan al estándar ASCII, aunque los caracteres griegos y los japoneses tienen excepciones obvias. Dado que estos módulos inteligentes fueron diseñados en la "Tierra del Sol Naciente", parece justo que sus símbolos fonéticos Katakana también deben ser incorporados. El conjunto de caracteres más amplio, son dados por parte de los japoneses y con los chinos, que consta de varios miles de caracteres diferentes, que no están incluidos.

El uso de los interruptores, se toman como referencia a la Tabla 3, escriba algunos caracteres en la pantalla, tanto

letras como números. El interruptor RS (S 10) debe estar en "alto" (1 lógico) para el envío de los caracteres, por lo que

el interruptor E (S9) se debe presionar para cada uno de ellos. Así, el comando de operaciones es la siguiente: RS en lo alto, de introducción de carácter, presionar E, dejar RS en alto, introducir otros caracteres, presionar E, y así sucesivamente.

Los primeros 16 códigos en la tabla 3, 00000000 a 00001111, ($ 00 a $ 0F) se refieren a la CGRAM. Este es el carácter generador de memoria RAM (memoria de acceso aleatorio), que pueden ser usados para generar caracteres

gráficos definidos por el usuario. Aquí es donde estos módulos realmente empiezan a mostrar su potencial, que ofrece

capacidades tales como gráficos de barras, mostrando los símbolos, incluso personajes animados. Antes de que el usuario define los caracteres que son creados, estos códigos sólo traerán extraños símbolos.

Los códigos 00010000 a 00011111 ($ 10 a $ 1F) no se utilizan y sólo sirven para mostrar los caracteres en blanco.

Los códigos ASCII "propietarios" comienzan a partir de 00100000 ($ 20) y terminan con 01111111 ($ 7F). Los Códigos 10000000 a 10011111 ($ 80 a $ 9F) no se utilizan, y los 10100000 a 11011111 ($ A0 a $ DF) son los caracteres japoneses.

Los códigos 11100000 a 11111111 ($ E0 a $ FF) son de interés. Aunque este último bloque contiene los caracteres

griegos, principalmente, que también incluye el caso de caracteres cortos, ya que son "descendientes". Estos son las

letras g, j, p y q y, donde están formados por la línea base de los caracteres en mayúsculas normales. Estos requieren

un formato de la matriz de 5x10 pixeles, en lugar de la 5x7 pixeles, como se verá si se intenta mostrar una

minúscula j, por ejemplo, en un módulo de 5 x 7.

Sobre una línea donde se muestra un carácter de un formato de 5 x 10, permitirá que a estos caracteres se vean

solamente en una línea. Con un formato de línea de 5 X 7 se mostrarán las dos líneas. Para esta simulación, línea del

interruptor RS pasará a ponerse en el chip en el modo de comandos. En los interruptores de datos, escriba el comando

conjunto de funciones con valor binario 00110100 ($ 34). Pulse y suelte el interruptor Volver RS a modo carácter, y luego enviar los datos de carácter en los últimos 32 códigos de la forma habitual.

EXPERIMENTO 3

Direccionamiento

Cuando el módulo está encendido, el cursor se coloca en el comienzo de la primera línea. Esta es la dirección de $

00. Cada vez que un carácter es introducido, el cursor se mueve a la siguiente dirección, $ 01, $ 02 y así

sucesivamente. Este incremento automático de la dirección del cursor hace que la entrada de cadenas de caracteres muy fácil, ya que no es necesario especificar una dirección diferente para cada carácter.

Puede que sea necesario, sin embargo, la posición de una cadena de caracteres en otro lugar que al inicio de la primera

línea. En este caso, un punto de partida para una nueva dirección se debe introducir como un comando. Cualquier


CARRERA DE INGENIERIA ELECTRICA.Prácticas de Laboratorio de Electrónica III. Práctica No. 6 dirección entre $ 00 y $ 7F se pueden introducir, dando un total de 128 direcciones diferentes, aunque no todas estas direcciones tienen su propia localización de la exhibición de pantalla.

De hecho, hay sólo 80 localizaciones de exhibición de pantalla, dispuesta como 40 en cada línea en línea de un

formato en modo de dos líneas, o los 80 en una sola línea en formato de modo de una línea. Esta situación se complica

aún más porque no todas las localizaciones de la exhibición son necesariamente visibles al mismo tiempo. Sólo uno de 40 caracteres, línea módulo de dos puede mostrar todos los 80 lugares al mismo tiempo.

Para experimentar con el direccionamiento, en primer lugar se establece el LCD a modo de dos líneas, a 8-bits de

datos y el formato de matriz de 5 × 7 utilizando el conjunto de comandos para esta función, es decir, el código

00111000 ($ 38). Tenga en cuenta que los últimos dos bits de este comando son importantes, según lo indicado por las X en las columnas de la Tabla 2, y cualquiera de ellos puede ser 0 o 1.

Fig. 20. Ejemplos de la relación entre las direcciones y las localidades de exhibición de pantalla para típicos módulos LCD.

(A partir de ahora, si no recuerda que posición RS debe establecerse de manera adecuadamente antes de enviar comandos o caracteres cuando se introducen los datos, o como debe ser activado E antes o después de introducir los datos - usted debe saber a estas alturas toda esta configuración)

Uso de la pantalla ON/OFFy el comando del cursor, configuración la pantalla en ON, en la primer línea y parpadeando

el cursor, con el código 00001111 ($ 0F). Ahora ponga el cursor en dirección 00001000 ($ 08). Esto se hace mediante el envío de un conjunto de comandos de visualización de direcciones, el valor binario 10001000 ($ 88).

El cursor saltará a la novena posición en la pantalla, en el que texto será posible de introducir. El comando de direccionamiento en la pantalla es por tanto 10000000 ($ 80) mayor que la presentación de la dirección en sí.

Experimentar con diferentes direcciones de la pantalla y tenga en cuenta sus localizaciones de la exhibición en

pantalla. Considere que se muestran las direcciones 00101000 a 00111111 ($ 28 a $ 3F) y 01101000 a 01111111 ($ 68 a $ 7F) no se puede utilizar en cualquiera de los tipos de pantalla.

La relación entre las direcciones y lugares de la pantalla varía, dependiendo del tipo de módulo utilizado, pero algunos

ejemplos típicos se muestran en la figura. 20. La mayoría están establecidos de forma convencional, con dos líneas de caracteres, la primera línea de partida en la dirección 00000000 ($ 00) y la segunda línea en la dirección 01000000 ($ 40).


CARRERA DE INGENIERIA ELECTRICA.Prácticas de Laboratorio de Electrónica III. Práctica No. 6 Dos excepciones interesantes fueron descubiertas durante este proceso del artículo. El módulo de línea que se muestra

en la figura. 20 es en realidad un módulo de dos líneas, con la segunda línea situada a la derecha del primero. En un modo de una línea, sólo los mostrará los primeros 10 caracteres.

La pantalla de 4 líneas no es, más que en realidad, una configuración de con las dos líneas de división y

entrelazado. Esto complica la fuente un poco, pero se puede arreglar con un poco de software.

EXPERIMENTO 4

Cambio de la pantalla

Independientemente de que el tamaño del módulo del LCD se está utilizando, siempre hay 80 localizaciones de la

exhibición en pantalla que se puede escribir. En los dispositivos más pequeños, no todos encajan 80 dentro de la ventana visible del módulo, pero se puede traer a la vista por el desplazamiento de todos ellos, ya sea izquierda o

derecha, "por debajo" del área de la ventana. Este proceso debe llevarse a cabo con cuidado, sin embargo, ya que altera la relación entre las direcciones y sus posiciones en la pantalla.

Para experimentar con los cambios, el primer número adecuado conjunto de funciones, pantalla de encendido/apagado y los comandos del cursor, y, en su caso, el comando de pantalla Clear (que ha cumplido con sus

códigos anteriores). A continuación, introduzca las 26 letras del alfabeto como datos de caracteres, por ejemplo, 01.000.001 ($ 41) a 01.011.010 ($ 5A).

En una pantalla de 16 caracteres, sólo la A a la P será visible (las primeras 16 letras del alfabeto), y el cursor se han desaparecido del lado derecho de la pantalla.

El comando superior Cursor/Pantalla ahora se puede utilizar para desplazarse por todas las localidades de la exhibición

de pantalla LCD a la izquierda, de modo que las letras Q a la Z se pueden ver. El comando es binario 00011000 ($

18). Cada vez que se introduce el comando (y con el interruptor S), los caracteres de cambio de un lugar a la

izquierda. El cursor volverá a aparecer de la mano derecha, inmediatamente después del carácter Z.

Escribir en la LCD el titulo (de una película?), Y, finalmente, las letras A, B, C, y así sucesivamente, también volverá

en la mano derecha. El cambio con el tiempo causa la rotación completa de las localizaciones de la exhibición.

El comando binario 00011100 ($ 1C) se desplazará en la ubicación del carácter a la derecha. Es importante señalar que este desplazamiento no tiene en cambios en los caracteres con nuevas direcciones, se mueve toda la dirección del bloque a la izquierda a la derecha "por debajo" de la ventana de visualización.

Si los lugares de la pantalla no se desplazan de nuevo a su posición original, a continuación, la dirección $ 00 ya no estará en el lado izquierda de la pantalla. Probar el introducir un conjunto de comandos de direcciones de valor 10000000 ($ 80), después de un poco de cambio, a ver dónde se ha trasladado a.

El símbolo principal del cursor, el valor binario 00000010 ($ 02), se establecen el cursor hacia atrás para hacer frente a

$ 00, y cambiar la dirección de $ 00 en sí de nuevo al lado izquierdo de la pantalla. Este comando se puede utilizar para volver a una posición conocida, si el cambio y configuración de la dirección se hace un poco fuera de control.

La pantalla de comando Borrar hace lo mismo que el cursor de inicio, pero también borra todas las localizaciones de la exhibición de pantalla.

Una última palabra sobre el cursor / Pantalla de comandos de cambio, sino que también se utiliza para desplazar el

cursor. Al hacer esto, simplemente incrementos o decrementos de la dirección del cursor y en realidad tiene muy poco en común con el cambio de la pantalla, aunque ambos se consiguen utilizando el mismo comando.


CARRERA DE INGENIERIA ELECTRICA.Prácticas de Laboratorio de Electrónica III. Práctica No. 6 EXPERIMENTO 5

Modo de ingreso de caracteres

Otro comando que se indica en la Tabla 2 es el modo de caracteres de entrada. Hasta ahora, los caracteres han sido introducidos con incremento automático de la dirección del cursor, pero también es posible utilizar el auto-

decremento. Además, es posible combinar el desplazamiento de la pantalla con tanto incremento automático y auto-decremento.

Considere la posibilidad de una calculadora electrónica. En un principio, un solo cero se encuentra en la mano derecha

de la pantalla. Como los números se escriben, se mueven hacia la izquierda, dejando el cursor en una posición fija en

el extremo derecho. Este modo de introducción de caracteres puede ser emulado en el módulo LCD. Para otro experimento:

Enviar de forma adecuada un conjunto de funciones, en la pantalla ON/OFF y cursores en comando como anteriormente se realizó. A continuación, y suponiendo una pantalla de 16 caracteres, establezca la dirección del

cursor a 00010000 ($ 10). A continuación, enviar los caracteres en modo de comando, con el valor binario 00000111

($ 07). Esto establece el modo de ingreso hacia la pantalla con el cambio de autoincremento hacia la izquierda.

Finalmente, introduzca algunos números 0-9 decimal, es decir, 00110000 a 00111001 ($ 30 a $ 39). Los caracteres aparecen en la mano derecha y desplácese hacia la izquierda como más personajes se introducen, como una calculadora normal.

Como se observa en la Tabla 2, hay cuatro diferentes modos de entrada de caracteres, 00000100 a 00000111 ($ 04 a $ 07), todas ellas con sus diferentes usos en situaciones de la vida real.

EXPERIMENTO 6

Gráficos definidos por el usuario

Comandos de 01000000 a 01111111 ($ 40 a $ 7F) se utilizan para el programa definido de gráficos de usuario. La mejor manera de experimentar con estos programas es "en la pantalla". Esto se lleva a cabo de la siguiente manera:

En primer lugar, enviar adecuadamente el conjunto de funciones, pantalla de encendido/apagado y los comandos de

cursor, a continuación, enviaren la pantalla de comando de Borrar. Después, enviar un comando para direccionar la

visualización del cursor en la dirección 00000000 ($ 00). Por último, mostrar el contenido de las ocho ubicaciones de caracteres definidos por el usuario mediante la introducción de datos binarios 00000000 hasta 00000111 ($ 00 a $ 07)

a su vez. Estos personajes inicialmente se muestran como basura, o una serie de rayas.

Ahora, enviar un conjunto de comandos CGRAM dirección, para comenzar a definir los caracteres de usuario.

Cualquier valor entre 01000000 y 01111111 ($ 40 y $ 7F) es válida, pero por ahora, el uso 01000000 ($ 40). El cursor saltará al principio de la segunda línea, pero ignoran esto, ya que no es importante.

Los datos introducidos a partir de ahora van a construir el gráfico definido por el usuario, fila por fila. Pruebe la siguiente secuencia de datos: 00001110,00010001, 00001110, 00000100,00011111, 00000100, 00001010,00010001

($ 0E, $ 11, $ 0E, $ 04, $ 1F, $ 04, $ 0A, $ 11). Un poco "hombre de parado" aparecerá en la pantalla, con los pies abiertos.


CARRERA DE INGENIERIA ELECTRICA.Prácticas de Laboratorio de Electrónica III. Práctica No. 6 Al participar en otra serie de ocho bytes, el personaje segundo usuario lo puede definir, y así sucesivamente. ¿Cómo la CGRAM direcciones corresponden a los píxeles individuales de los gráficos de los caracteres definidos de usuario se

ilustra en la figura. 21. Hasta ocho gráficos se puede programar, que pasan a formar parte del conjunto de caracteres y puede ser llamada usando los códigos 00000000 a 00000111 ($ 00 a $ 07), o los códigos 00001000 a 00001111 ($ 08 a $ 0F), los cuales producen el mismo resultado, es decir, 64 comandos de programación de códigos disponibles para el usuario.

Fig. 5. Mostrando cómo la CGRAM direcciones corresponden a los píxeles individuales.

Se puede observar que la célula de carácter básico es en realidad ocho píxeles de alto por cinco píxeles de ancho, pero la mayoría de los personajes sólo tiene que utilizar la parte superior de siete filas. La fila inferior se utiliza

generalmente para el subrayado del cursor. Puesto que cada carácter está a sólo cinco píxeles de ancho, bits de datos sólo 0-4 se utilizan, los bits 5-7 (los tres "izquierda" bits) se ignoran.

El CGRAM es memoria no volátil, lo que significa que cuando la fuente de alimentación se elimina el módulo LCD,

los caracteres definidos por el usuario se perderán. Es necesario que el microprocesador para la carga de los caracteres definidos por el usuario, mediante la copia de datos de su propia EPROM, desde el principio en el programa, sin duda antes de que se tiene la intención de mostrarlos.

--------------------------- FIN DE LA PRÁCTICA __________________


Practica No 6 6EV2 LCD

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