Kurs AVR-GCC Wyświetlacz LCD od Nokii_3310.pdf

1 Z 11

Artykuł pochodzi ze strony XYZ HOBBY ROBOT ( xyz.isgreat.org )

Kurs AVRGCC Wyświetlacz LCD od Nokii_3310

26.04.11 ABXYZ

Niniejszy tekst jest dodatkiem poszerzającym tematykę

publikowanego na tej stronie kursu AVRGCC .

Jak mówią, jeden obraz wart jest tysiąca słów, dlatego warto

zainteresować się wyświetlaczami graficznymi. W tym artykule

zajmiemy się wykorzystaniem wyświetlaczy LCD od popularnych

niegdyś telefonów komórkowych Nokia 3310/3410. Pewnie

niektórzy czytelnicy zastanawiają się, czemu nie wybrałem duŜego,

kolorowego wyświetlacza o rozdzielczości QVGA. Przede wszystkim

ze względu na cenę, szkoda montować w kaŜdym urządzeniu

modułu LCD kosztujący ponad 100zł, zaś wyświetlacze od starych

komórek praktycznie nic nie kosztują i teŜ są fajne:)

Wyświetlacz LCD od telefonu Nokia 3310 posiada

monochromatyczny ekran o rozdzielczość 84x48 (wymiary

czynnego pola ekranu 30x20mm). WyposaŜony jest w sterownik

PCD8544(lub podobny) z szeregowym interfejsem SPI. Dostępny

jest wyłącznie tryb graficzny, ale moŜna łatwo programowo

zaaranŜować tryb tekstowy; przykładowo moŜna pokazać sześć linii

tekstu, kaŜda po 14 znaków wielkości 6x8 pikseli.

Wyświetlacz od telefonu nokia 3310 wraz z oryginalną ramką. Identycznie wygląda

wyświetlacz od noki 3410.

Wyświetlacz od telefonu nokia 3310 wydobyty z ramki.

Wyświetlacz od Nokii3410 wygląda identycznie jak wyświetlacz od

Nokii3310, ten sam układ wyprowadzeń złącza, ale ma nieco

większą rozdzielczość: 96x65 (moŜna pokazać 8 linii tekstu, kaŜda

po 16 znaków 6x8). Wyświetlacz od Nokii3410 wyposaŜony jest

2 Z 11

w kontroler "Philips OM6206", który programuje się prawie w ten

sam sposób jak kontroler PCD8544 z Nokii3310. Do obsługi obu

typów wyświetlaczy będziemy wykorzystywać te same funkcje

napisane w języku C.

LCD Nokia 3310 LCD Nokia 3410

Rozdzielczość 84x48 96x65

kontroler PCD8544 OM6206

cena <10zł <10zł

Monochromatyczne wyświetlacze LCD od telefonów nokia 3310/3410

Podłączenie wyświetlacza do mikrokontrolera AVR

Wyświetlacz jest delikatnym elementem, dlatego lepiej jest

pozostawić go w jego oryginalnej ramce. Ramkę moŜna

odpowiednio przyciąć i wraz z wyświetlaczem przykręcić wkrętami

do jakieś płytki, albo przykleić.

Na tylnej stronie ramki wyświetlacza dostępne jest złącze; w

telefonie miedziane styki złącza przylegają do ścieŜek na płytce

drukowanej.

Złącze na tylnej stronie wyświetlacza.

styku Sygnał kierunek

Opis

1 VDD zasilanie

Zasilanie 2.7 .. 3.3 V

2 SCLK wejście

Serial clock. Sygnał zegarowy taktujący

dane na linii SDIN

3 SDIN wejście

Wejście danych synchronizowane

sygnałem SCLK

D/C wejście

Wejście wyboru rodzaju danych

wprowadzanych do sterownika

(wyświetlane1,sterujące 0)

5 SCE wejście

Wejście aktywujące interfejs

szeregowy(aktywny stan niski)

6 GND zasilanie

Masa zasilania

Ouptut voltage. Kondensator

elektrolityczny 110 uF między VOUT i

GND.

8 /RES input Reset LCD (aktywny stan niski)

Opis wyprowadzeń w złączu wyświetlacza od noki 3310/3410

Najprostszym sposobem przyłączenia wyświetlacza jest przylutować

przewody bezpośrednio do miedzianych styków złącza, bez

rozbierania ramki. Ale trzeba lutować szybko i zdecydowanie,

inaczej plastykowa listwa, na której osadzone są miedziane styki

złącza moŜe się pod wpływem ciepła roztopić i odkształcić.

7 VOUT zasilanie

3 Z 11

Najprostszym sposobem przyłączenia wyświetlacza jest przylutować przewody do

miedzianych styków złącza, bez wyciągania wyświetlacza z oryginalnej ramki.

Wyświetlacz z przewodami przystosowanymi do podłączenia do płytki stykowej.

Wyświetlacz wymaga napięcia zasilania 2.73.3 VDC, zatem

najprościej jest zasilać całość: mikrokontroler i wyświetlacz

napięciem 3.3V. W takim przypadku wejścia sygnałowe

wyświetlacza moŜna podłączyć bezpośrednio do wyprowadzeń

portów we/wy mikrokontrolera. Na schematach wejścia sygnałowe

wyświetlacza połączone są do wyprowadzeń mikrokontrolera

skojarzonych ze sprzętowym interfejsem SPI AVRa atmega.

W przykładowych programach, które będziemy dalej uruchamiać,

moŜna wybrać sprzętowe lub programowe SPI; w przypadku wyboru

programowego SPI, sygnały sterujące wyświetlaczem moŜna

przyłączyć do dowolnych porów we/wy AVRa.

Schemat 1 Sposób przyłączenia wyświetlacza od nokii3310/3410 do interfejsu SPI

mikrokontrolera atmega8(88) zasilanego napięciem 3.3V

4 Z 11

Nie wszystkie wersje AVR mogą być zasilane napięciem 3.3V,

schemat nr 2 pokazuje, jak moŜna podłączyć wyświetlacz zasilany

napięciem 3.3V do mikrokontrolera zasilanego napięciem 5V.

Wyświetlacz od Nokii 3310 zuŜywa minimalne ilości prądu, napięcie

3.3V do jego zasilania moŜna uzyskać stosując dzielnik napięcia:

rezystor i dioda zenera 3.3V. Na schemacie wejścia sterujące

wyświetlacza połączono z portami we/wy AVRa poprzez bufor

74ls07. Scalony układ 74LS07 zawiera sześć cyfrowych buforów

z wyjściami typu otwarty kolektor, wyjścia te zostały podciągnięte

rezystorami 330 do napięcia 3.3V.

Schemat 2 Sposób przyłączenia wyświetlacza od nokii3310/3410 zasilanego napięciem

3.3V do mikrokontrolera zasilanego napięciem 5V

Komunikacja z wyświetlaczem

Wyświetlacz od Nokii 3310 wyposaŜony jest kontroler PCD8544 z

szeregowym interfejsem SPI(Serial Peripheral Interface). Interfejs

posiada cztery wejścia:

SDIN szeregowe wejście danych,

SCLK sygnał zegarowy taktujący dane na linii, SDIN

/SCE wejście aktywujące interfejs szeregowy,

D/C wejście wyboru rodzaju danych (wyświetlane lub

sterujące).

Komunikacja przebiega tylko w jednym kierunku, od

mikrokontrolera do wyświetlacza. ZaleŜnie od stanu linii D/C, bajty

danych wysyłane do wyświetlacza, mogą być interpretowane przez

kontroler jako komendy do wykonania albo dane zapisywane do

pamięci RAM obrazu; stan wysoki na linii D/C sygnalizuje daną,

stan niski komendę.

Rys.1 pokazuje przebieg transmisji jednego bajtu danych od

mikrokntrolera do wyświetlacza Komunikację rozpoczyna się od

ustawienia linii /SCE w stan niski, co aktywuje interfejs SPI. Jeśli

wysyłany bajt jest komendą, linię D/C ustawia się w stan niski,

a jeśli zwykłą daną w stan wysoki Następnie, linią SDIN,

szeregowo(bit po bicie) przesyła się 8 bitów danej, zaczynając od

bitu najbardziej znaczącego. Transmisja szeregowa jednego bitu

przebiega w następujący sposób: Wpierw na linii danych SDIN

ustawia się stan niski lub wysoki, zaleŜnie od wartości przesyłanego

bitu; następnie na linii SCLK podaje się impuls: 010 kontroler

odczytuje kolejne bity danych przy rosnącym zboczu sygnału SCLK.

Zmiana na linii /SCE stanu niskiego na wysoki sygnalizuje

zakończenie transmisji.

Rys.1 Przesłanie jednego bajtu do wyświetlacza przez SPI.

A oto funkcja "lcd_write_byte" realizująca w sposób programowy

przesłanie jednego bajtu z mikrokontrolera do wyświetlacza:

void lcd_write_byte( unsigned char c_d, unsigned char data )

{

unsigned char m;

LCD_CE_CLR

if (c_d)

5 Z 11

LCD_DC_SET

else

LCD_DC_CLR

for

= 0x80

; m

; m>>=

>>= 1

)

{

)

LCD_DATA_SET

else

LCD_DATA_CLR

LCD_CLK_SET

LCD_NOP

LCD_CLK_CLR

(data

& m

}

LCD_CE_SET

}

Listing nr 1. Funkcja przesyłająca szeregowo jeden bajt danych z mikrokontrolera do

wyświetlacza LCD poprzez interfejs SPI zrealizowany programowo.

Pierwszy argument funkcji "lcd_write_byte" wskazuje czy wysyłana

jest komenda, czy bajt zwykłych danych (1komend, 0zwykła

dana); drugi argument to kod komendy lub bajt danych. UŜyte w

funkcji makrodefinicje: LCD_x_SET, LCD_x_CLR ustawiają na

liniach sygnałowych stan wysoki lub niski, a makro LCD_NOP to

krótkie opóźnienie w programie.

Mikrokontrolery atmega wyposaŜone są w sprzętowy interfejs SPI,

który moŜemy wykorzystać do sterowania naszym wyświetlaczem.

PoniŜej znajduje się listing drugiej wersja funkcji "lcd_write_byte",

która wysyła do wyświetlacza jeden bajt z wykorzystaniem

sprzętowego interfejsu SPI.

/**/

SPCR

( 1 <<

<<SPE)|(

)|(

)|( 1 <<

<<MSTR)|(

)|(

)|( 1 <<

<<<

<<SPR0);

);

/**/

void lcd_write_byte

( unsigned char c_d

, unsigned char data

)

{

LCD_CE_CLR

)

LCD_DC_SET

else

LCD_DC_CLR

(c_d

SPDR

= data

;

while (!(

(!(SPSR

( 1 <<

<<SPIF)));

)));

LCD_CE_SET

}

Listing nr 2. Funkcja przesyłająca szeregowo jeden bajt danych z mikrokontrolera do

wyświetlacza poprzez sprzętowy interfejs SPI AVRa atmega.

Do kontroli sprzętowego interfejsu SPI AVRa atmeaga wykorzystuje

się trzy rejestry IO :

SPDR SPI Data Register,

SPCR SPI Control Register,

SPSR SPI Status Register.

Sprzętowy interfejs SPI mikrokontrolera atmega ma szerokie

moŜliwości konfiguracji, ale do sterowanie naszym wyświetlaczem

pasują ustawienia domyślne. Pozostaje tylko wybrać szybkość

działania interfejsu SPI, tzn. częstotliwość sygnału taktującego na

linii SCLK. SłuŜą do tego celu bity SPR0, SPR1 rejestru SPCR(SPI

Control Register) oraz bit SPI2X rejestru SPSR(SPI Status

SPI2X SPR1 SPR0 SCK Frequency

0 0 0 fosc/4

0 0 1 fosc/16

0 1 0 fosc/64

0 1 1 fosc/128

1 0 0 fosc/2

1 0 1 fosc/8

1 1 0 fosc/32

1 1 1 fosc/64

Wybór częstotliwości sygnału taktującego na linii SCLK interfejsu SPI mikrokontrolera

atmega

W naszych przykładach transmisja przez sprzętowy interfejs SPI

będzie przebiegać z częstotliwością fosc/16, czyli przy częstotliwości

pracy mikrokontrolera 16MHz sygnał taktujący na wyjściu SCLK

będzie mieć częstotliwość 1MHz.

Ustawienie bitów SPE i MSTR w rejestrze SPCR(SPI Control

>>=

)|(

);

(!(

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: