Ansteuerung eines LCD-Screens

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1 Ansteuerung eines LCD-Screens Marcel Meinersen 4. Mai 2013 Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

2 Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines Was ist ein LCD-Screen? LCD 162C LED Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

3 Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines Was ist ein LCD-Screen? LCD 162C LED 2 Beschaltung mit Mikrocontroller Blockschaltbild unserer Gruppe LCD-Screen-Anschlüsse How to connect: LCD-ATmega32 Control and Display-Commands Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

4 Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines Was ist ein LCD-Screen? LCD 162C LED 2 Beschaltung mit Mikrocontroller Blockschaltbild unserer Gruppe LCD-Screen-Anschlüsse How to connect: LCD-ATmega32 Control and Display-Commands 3 AVR-GCC-Anwendung Wiederholung der Grundoperationen AVR-GCC-Beispiel LCD-Commands Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

5 Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines Was ist ein LCD-Screen? LCD 162C LED 2 Beschaltung mit Mikrocontroller Blockschaltbild unserer Gruppe LCD-Screen-Anschlüsse How to connect: LCD-ATmega32 Control and Display-Commands 3 AVR-GCC-Anwendung Wiederholung der Grundoperationen AVR-GCC-Beispiel LCD-Commands 4 Quellenangabe, Schlusswort Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

6 Allgemeines 1 Allgemeines Was ist ein LCD-Screen? LCD 162C LED 2 Beschaltung mit Mikrocontroller Blockschaltbild unserer Gruppe LCD-Screen-Anschlüsse How to connect: LCD-ATmega32 Control and Display-Commands 3 AVR-GCC-Anwendung Wiederholung der Grundoperationen AVR-GCC-Beispiel LCD-Commands 4 Quellenangabe, Schlusswort Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

7 Was ist ein LCD-Screen? Allgemeines Was ist ein LCD-Screen? Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

8 Was ist ein LCD-Screen? Allgemeines Was ist ein LCD-Screen? Definition Der LCD (engl. liquid crystal display) ist ein Flüssigkristallbildschirm, der mithilfe elektrischer Spannungen (elektrische Felder) die Ausrichtung und die Durchlässigkeit der Flüssigkristalle, und damit die Polarisationsrichtung des Lichtes, verändern kann. Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

9 Was ist ein LCD-Screen? Allgemeines Was ist ein LCD-Screen? Definition Der LCD (engl. liquid crystal display) ist ein Flüssigkristallbildschirm, der mithilfe elektrischer Spannungen (elektrische Felder) die Ausrichtung und die Durchlässigkeit der Flüssigkristalle, und damit die Polarisationsrichtung des Lichtes, verändern kann. Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

10 Was ist ein LCD-Screen? Allgemeines Was ist ein LCD-Screen? Definition Der LCD (engl. liquid crystal display) ist ein Flüssigkristallbildschirm, der mithilfe elektrischer Spannungen (elektrische Felder) die Ausrichtung und die Durchlässigkeit der Flüssigkristalle, und damit die Polarisationsrichtung des Lichtes, verändern kann. Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

11 Beispiel: LCD 162C LED Allgemeines LCD 162C LED Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

12 Beispiel: LCD 162C LED Allgemeines LCD 162C LED Quelle: Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

13 Beispiel: LCD 162C LED Allgemeines LCD 162C LED Features Quelle: Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

14 Beispiel: LCD 162C LED Allgemeines LCD 162C LED Features 2 x 16 Zeichen (ASCII-Code /Standard character) Quelle: Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

15 Beispiel: LCD 162C LED Allgemeines LCD 162C LED Features 2 x 16 Zeichen (ASCII-Code /Standard character) Physikalische Auflösung: 16*80 Pixel Quelle: Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

16 Beispiel: LCD 162C LED Allgemeines LCD 162C LED Quelle: Features 2 x 16 Zeichen (ASCII-Code /Standard character) Physikalische Auflösung: 16*80 Pixel Controller KS0070B integiert Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

17 Beispiel: LCD 162C LED Allgemeines LCD 162C LED Quelle: Features 2 x 16 Zeichen (ASCII-Code /Standard character) Physikalische Auflösung: 16*80 Pixel Controller KS0070B integiert Betriebsspannung: 4,5... 5,1 V Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

18 Beispiel: LCD 162C LED Allgemeines LCD 162C LED Quelle: Features 2 x 16 Zeichen (ASCII-Code /Standard character) Physikalische Auflösung: 16*80 Pixel Controller KS0070B integiert Betriebsspannung: 4,5... 5,1 V LED-Backlight (grün-reflektiv) Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

19 Beschaltung mit Mikrocontroller 1 Allgemeines Was ist ein LCD-Screen? LCD 162C LED 2 Beschaltung mit Mikrocontroller Blockschaltbild unserer Gruppe LCD-Screen-Anschlüsse How to connect: LCD-ATmega32 Control and Display-Commands 3 AVR-GCC-Anwendung Wiederholung der Grundoperationen AVR-GCC-Beispiel LCD-Commands 4 Quellenangabe, Schlusswort Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

20 Beschaltung mit Mikrocontroller Blockschaltbild unserer Gruppe Blockschaltbild unserer Gruppe Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

21 Beschaltung mit Mikrocontroller LCD-Screen-Anschlüsse LCD-Screen-Anschlüsse Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

22 Beschaltung mit Mikrocontroller LCD-Screen-Anschlüsse LCD-Screen-Anschlüsse Abbildung: Pinbelegung Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

23 Beschaltung mit Mikrocontroller LCD-Screen-Anschlüsse LCD-Screen-Anschlüsse Abbildung: Pinbelegung Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

24 Beschaltung mit Mikrocontroller LCD-Screen-Anschlüsse LCD-Screen-Anschlüsse Abbildung: Pinbelegung Stromversorgung (übliche Verschaltung) VSS= GND VDD= VCC = 5 V VEE = VO= GND (Kontrast-Poti) BLA / BLK = Anode/Kathode BL Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

25 Beschaltung mit Mikrocontroller LCD-Screen-Anschlüsse LCD-Screen-Anschlüsse Abbildung: Pinbelegung Stromversorgung (übliche Verschaltung) VSS= GND VDD= VCC = 5 V VEE = VO= GND (Kontrast-Poti) BLA / BLK = Anode/Kathode BL Steuerleitungen RS= Register Select RW = Read/Write E = enable DB0 - DB7 = Datenleitungen Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

26 Beschaltung mit Mikrocontroller How to connect: LCD - ATmega32 How to connect: LCD-ATmega32 Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

27 Beschaltung mit Mikrocontroller How to connect: LCD - ATmega32 How to connect: LCD-ATmega32 Wahl des Betriebsmodus 4- Bit Modus Vorteil: nur ein Port des uc belegt Nachteil: Nibble-Übertragung 8- Bit Modus Vorteil: Byte-Übertragung Nachteil: mehr als 1 Port des uc belegt Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

28 Beschaltung mit Mikrocontroller How to connect: LCD - ATmega32 How to connect: LCD-ATmega32 Wahl des Betriebsmodus 4- Bit Modus Vorteil: nur ein Port des uc belegt Nachteil: Nibble-Übertragung 8- Bit Modus Vorteil: Byte-Übertragung Nachteil: mehr als 1 Port des uc belegt Initialisierung des Displays Da wir den 4-Bit Modus ( 8.Bit=Standarteinstellung) nutzen wollen, muss das Display darauf eingestellt werden. Verwendung der Control and Display-Commands Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

29 Beschaltung mit Mikrocontroller How to connect: LCD-ATmega32 How to connect: LCD - ATmega32 (4-Bit Modus) Abbildung: Connection: uc - LCD Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

30 Beschaltung mit Mikrocontroller Control and Display-Commands Control and Display-Commands Definition sind vordefinierte kombinierte Signale an den Pins werden vom KS0070B interpretiert Abbildung: Grundbefehle mit Verarbeitungszeit Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

31 Beschaltung mit Mikrocontroller Control and Display-Commands Control and Display-Commands Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

32 Beschaltung mit Mikrocontroller Control and Display-Commands Control and Display-Commands Cursor Home setzt den Cursor (an dem geschrieben wird) auf die erste Zeile/erste Spalte Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

33 Beschaltung mit Mikrocontroller Control and Display-Commands Control and Display-Commands Cursor Home setzt den Cursor (an dem geschrieben wird) auf die erste Zeile/erste Spalte Entry mode set setzt Cursorrichtung, Schiebeoperation Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

34 Beschaltung mit Mikrocontroller Control and Display-Commands Control and Display-Commands Cursor Home setzt den Cursor (an dem geschrieben wird) auf die erste Zeile/erste Spalte Entry mode set setzt Cursorrichtung, Schiebeoperation Clear Display löscht Display und setzt Cursor auf erste Zeile/erste Spalte Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

35 Beschaltung mit Mikrocontroller Control and Display-Commands Control and Display-Commands Abbildung: Bitfunktionalitäten Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

36 Beschaltung mit Mikrocontroller Control and Display-Commands Control and Display-Commands Initialisierungarten Initialisierung durch internen Reset Circuit Initialisierung durch Instruktion Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

37 Beschaltung mit Mikrocontroller Control and Display-Commands Control and Display-Commands Ablauf der Initialisierung durch Instruktion 3 x den Init-Befehl mit mehr als circa 5 ms warten Function-Set-Befehl mit N=1, F=0, DL=0 für 4.Bit Modus (2.Zeilen + 5x7 Font) weitere Einstellungen für Display on, Display Clear, etc. Abbildung: Pinbelegung für Init Abbildung: Function-Set für 4.Bit Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

38 AVR-GCC-Anwendung 1 Allgemeines Was ist ein LCD-Screen? LCD 162C LED 2 Beschaltung mit Mikrocontroller Blockschaltbild unserer Gruppe LCD-Screen-Anschlüsse How to connect: LCD-ATmega32 Control and Display-Commands 3 AVR-GCC-Anwendung Wiederholung der Grundoperationen AVR-GCC-Beispiel LCD-Commands 4 Quellenangabe, Schlusswort Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

39 AVR-GCC-Anwendung Bitoperationen und Konstanten Wiederholung der Grundoperationen Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

40 AVR-GCC-Anwendung Bitoperationen und Konstanten Wiederholung der Grundoperationen Operatoren Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

41 AVR-GCC-Anwendung Bitoperationen und Konstanten Wiederholung der Grundoperationen Operatoren << Links schieben Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

42 AVR-GCC-Anwendung Bitoperationen und Konstanten Wiederholung der Grundoperationen Operatoren << Links schieben >> Rechts schieben Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

43 AVR-GCC-Anwendung Bitoperationen und Konstanten Wiederholung der Grundoperationen Operatoren << Links schieben >> Rechts schieben binäres Oder Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

44 AVR-GCC-Anwendung Bitoperationen und Konstanten Wiederholung der Grundoperationen Operatoren << Links schieben >> Rechts schieben binäres Oder & binäres Und Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

45 AVR-GCC-Anwendung Bitoperationen und Konstanten Wiederholung der Grundoperationen Operatoren << Links schieben >> Rechts schieben binäres Oder & binäres Und ˆbinäres XOR Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

46 AVR-GCC-Anwendung Bitoperationen und Konstanten Wiederholung der Grundoperationen Operatoren << Links schieben >> Rechts schieben binäres Oder & binäres Und ˆbinäres XOR Definition von Konstanten: Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

47 AVR-GCC-Anwendung Bitoperationen und Konstanten Wiederholung der Grundoperationen Operatoren << Links schieben >> Rechts schieben binäres Oder & binäres Und ˆbinäres XOR Definition von Konstanten: #define LCD CLEAR DISPLAY 0x01 Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

48 AVR-GCC-Anwendung Bitoperationen und Konstanten Wiederholung der Grundoperationen Operatoren << Links schieben >> Rechts schieben binäres Oder & binäres Und ˆbinäres XOR Definition von Konstanten: #define LCD CLEAR DISPLAY 0x01 const int 42 Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

49 I/O Register AVR-GCC-Anwendung Wiederholung der Grundoperationen Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

50 I/O Register AVR-GCC-Anwendung Wiederholung der Grundoperationen I/O Register DDRx PINx PORTx DATA-Direction Register (1=Ausgang, 0=Eingang) Eingangsregister (1=High, 0=Low) Ausgangsregister Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

51 AVR-GCC-Anwendung Beispiel im 4-Bit Modus Wiederholung der Grundoperationen!Vereinfachtes! Beispiel der Übertragung z.b. 0b soll an PORT A an den LCD-Screen übertragen werden... DDRA =0 xff ; // Ausgaenge aktiv // PORTA =0 xff, ist auf Null initalisiert PORTA =(1 < < PA5 ); // PORTA =0 b , upper Nibble uebertragen PORTA &=~(1 < < PA5 ); // PORTA =0 b , zuruecksetzen PORTA =(1 < < PA4 ) (1 < < PA6 ); // PORTA =0 b , lower Nibble uebertragen... Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

52 ASCII-Code to LCD AVR-GCC-Anwendung Wiederholung der Grundoperationen Wieder das Beispiel von vorhin: 0b soll an PORT A an den LCD-Screen übertragen werden. Was verbirgt sich dahinter? Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

53 ASCII-Code to LCD AVR-GCC-Anwendung Wiederholung der Grundoperationen Wieder das Beispiel von vorhin: 0b soll an PORT A an den LCD-Screen übertragen werden. Was verbirgt sich dahinter? Abbildung: Ascii-Tabelle Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

54 AVR-GCC-Anwendung Beispiel im 4-Bit Modus Wiederholung der Grundoperationen Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

55 AVR-GCC-Anwendung Beispiel im 4-Bit Modus Wiederholung der Grundoperationen Problem der Vereinfachung Initialisierungszeiten des KS0070B nicht berücksichtigt (siehe Tab.) enable, RS, R/W Leitung nicht gesetzt busyflag nicht überprüft statische Ausgabe Welche Zeile, welche Spalte? Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

56 AVR-GCC-Anwendung AVR-GCC-Beispiel HW-Beispiel mit ATMEL-Studio 6 Beispiel ist im Anhang zu finden!! Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

57 LCD-Commands AVR-GCC-Anwendung LCD-Commands LCD-Befehle vereinfachen wesentlich den wiederholten Aufruf von Daten/Befehlen... # define LCD_EN PA2 # define LCD_ ENABLE_ US static void lcd_ enable ( void ) { PORTA = (1 < < LCD_EN ); // Enable auf 1 setzen _ delay_ us ( LCD_ ENABLE_ US ); // kurze Pause PORTA &= ~(1 < < LCD_EN ); // Enable auf 0 setzen }... Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

58 Quellenangabe, Schlusswort 1 Allgemeines Was ist ein LCD-Screen? LCD 162C LED 2 Beschaltung mit Mikrocontroller Blockschaltbild unserer Gruppe LCD-Screen-Anschlüsse How to connect: LCD-ATmega32 Control and Display-Commands 3 AVR-GCC-Anwendung Wiederholung der Grundoperationen AVR-GCC-Beispiel LCD-Commands 4 Quellenangabe, Schlusswort Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

59 Quellenangabe, Schlusswort Quellenangabe Ansteuerung am AVR Projektlaboreinführung in Mikrocontroller Datasheets: KS0070B, ATmega 32, LCD 162C LED Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

60 Schlusswort Quellenangabe, Schlusswort Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! Marcel Meinersen Ansteuerung eines LCD-Screens 4. Mai / 27

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