12 سال پیش

‫‪ LCD‬های کاراکتری‬ و ‫ ارتباط با‬ ‫میکرو کنترلر ‪AVR‬‬

در بیشتر مدارهای میکروکنترلری ما نیاز به نمایش اطلاعات برای کاربر داریم، برای این کار راه های‬ ‫مختلفی وجود دارد از جمله استفاده از چند ‪، LED‬استفاده از ‪، 7segment‬استفاده از ‪ LCD‬ و …،اما ‪ LCD‬ها‬ ‫به علت داشتن قابلیتهای بیشتر نمایش،ابعاد مختلف و برنامه ریزی آسان اغلب مورد توجه قرار می‬ ‫گیرند.‬

‫‪ LCD‬ها شامل انواع کاراکتری و گرافیکی هستند که در اینجا نوع کاراکتری آن را معرفی و طرز استفاده‬ ‫آن را شرح می دهیم.‬

‫‪ LCD‬های کاراکتری نیز خود از نظر نحوه تبادل اطلاعات به دو دسته سریال و موازی تقسیم می شوند،از‬ ‫مزایای نوع سریال استفاده کمتر از پین های میکروکنترلر است.‬

‫از نظر اندازه،این ‪ LCD‬ها دارای تنوع مختلفی هستنداز جمله ‪ 16×4،40×2،32×2،16×2‬و … که منظور از‬ ‫این اعداد تعداد کاراکترهای قابل نمایش در یک سطر و تعداد سطرهای آن است،به عنوان مثال نوع‬ ‫‪ 16×2‬دارای 2 سطر است و در هر سطر تعداد 61 کاراکتر را نمایش می دهد.‬

‫ما در این مقاله در مورد نوع 16×2 ‬که بسیار پرکاربرد است صحبت می کنیم با این توضیح که سایر انواع‬ ‫موازی نیز مشابه همین نوع هستند.

این نوع ‪ LCD‬ ها بسته به اینکه دارای نور پشت زمینه باشند یا نه دارای 14 یا 16 پایه هستندکه در‬ ‫جدول زیر این پایه ها معرفی شده اند.

‬

توضیح	I/O	سمبول	پایه
زمین منبع تغذیه	—-	VSS	1
ولتاژ ۵ ولت منبع تغذیه	—-	VDD	2
ولتاژ کنترل شدت نور صفحه	—-	VEE	3
اگر RS=0 باشد رجیستر دستور انتخاب می شود. اگر RS=1 باشد رجیستر دستور انتخاب می شود.	/	RS	4
R/W=0 برای نوشتن اطلاعات R/W=1 برای خواندن اطلاعات	—-	R/W	5
فعال ساز	I	E	6
بیت ۰ باس داده	I/O	D0	7
بیت ۱ باس داده	I/O	D1	8
بیت ۲ باس داده	I/O	D2	9
بیت ۳ باس داده	I/O	D3	10
بیت ۴ باس داده	I/O	D4	11
بیت ۵ باس داده	I/O	D5	12
بیت ۶ باس داده	I/O	D6	13
بیت ۷ باس داده	I/O	D7	14
آنود LED پشت زمینه LCD	—	BLA	15
کاتود LED پشت زمینه LCD	—	BLK	16

‫توضیح مختصری راجع به پایه ها

‫پایه ‪ :RS‬ در داخل ‪ LCD‬دو رجیستر وجود دارد،که توسط پایه ‪ RS‬انتخاب می شوند.اگر 0=‪ RS‬شود‬ ‫رجیستر دستور (‪ (Instruction Register ‬انتخاب می شود تا فرمانهای مانند پیکره بندی ‪،LCD‬پاک کردن‬ ‫آن،جابجایی مکان نما و … برای ‪ LCD‬ارسال شود.‬
‫در صورتی که اگر 1=‪ RS‬شود،رجیستر داده )‪(Data Register‬انتخاب می شود،تا کاربر بتواند اطلاعاتی را‬ ‫که می خواهد روی ‪ LCD‬ بنویسد برای ‪ LCD‬ارسال کند.‬

‫پایه ‪ :R/W‬به کمک این پایه کاربر مشخص می کند که می خواهد اطلاعات را روی ‪ LCD‬بنویسد یا از‬ ‫روی آن بخواند.اگر این پایه یک شود اطلاعات از روی ‪ LCD‬ خوانده می شود و در صورتی که صفر شود‬ ‫اطلاعات روی آن نوشته می شود.‬

‫پایه ‪ :E‬اگر در این پایه پالسی از یک به صفر قرار داده شود،اطلاعاتی که روی پایه های ‪ D0‬ تا ‪ D7‬ قرار‬ ‫دارد درون یکی از رجیسترهایی که توسط پایه ‪ (Register Select) RS‬ مشخص می شود،جای می‬ ‫گیرد.حداقل زمانی که این پایه باید صفر باشد 450 نانو ثانیه است.‬

‫نحوه اتصال ‪ LCD‬ به میکروکنترلر

‫با اینکه این نوع ‪ LCD‬های کاراکتری دارای 8 پایه برای تبادل اطلاعات هستند(ارتباط 8 بیتی) اما دارای‬ ‫قابلیت ارتباط با 4 پایه را نیز دارند(ارتباط 4 بیتی0) که این امر باعث صرفه جویی در استفاده از پایه های‬ ‫میکروکنترلر می شود.‬

‫کتابخانه موجود برای ‪ LCD‬کاراکتری در نرم افزار ‪ Codevision‬نیز برای ارتباط 4 بیتی نوشته شده است.‬

‫البته بهتر است که پایه های آزاد ‪ LCD‬توسط 4 عدد مقاومت به زمین متصل شوند.‬

‫توجه
این نحوه اتصال با توجه به برنامه ای است که درون کتابخانه نرم افزار ‪ Codevision‬نوشته شده‬ ‫است.‬

برنامه نویسی برای ‪LCD‬‬

‫آسان ترین روش برای پیکره بندی ‪ LCD‬در نرم افزار ‪ Codevision‬استفاده از ‪ CodeWizard‬ آن است.بعد‬‫از اجرای برنامه ‪ Codevision‬با زدن کلیدهای ‪ Shift+F2‬ منوی ‪ CodeWizard‬نمایش داده می‬ ‫شود.همانطور که در شکل زیر نمایش داده شده است،زبانه ‪ LCD‬را انتخاب کنید،سپس از قسمت مربوطه‬ ‫پورتی را که ‪ LCD‬با آن متصل است را مشخص کنید،همچینین نوع ‪) LCD‬تعداد کاراکترها برای هر‬ ‫سطر) را مشخص کنید.همانطور که مشاهده می کنید نحوه اتصال پایه های ‪ LCD‬ به میکروکنترلر در زیر‬ ‫این قسمت برای شما نمایش داده می شود.‬

سپس از منوی ‪ File‬گزینه ‪ Generate,Save and Exit‬انتخاب کنید(شکل زیر).‬

‫بعد از طی مراحلی که برای مشخص مردن محل ذخیره فایلهای برنامه است،محیط برنامه نویسی که‬ ‫شامل چند خط برنامه است ظاهر می شود،این برنامه ها در واقع همان تنظیماتی است که در‬ ‫‪ CodeWizard‬ انجام داده اید.‬

‫توجه کنید اگر از ‪ CodeWizard‬استفاده نمی کنید،باید قسمت های زیر را خودتان به برنامه اضافه کنید.‬

‫ ‫‬مشخص کردن پورتی که ‪ LCD‬به آن متصل است و همچنین اضافه کردن کتابخانه ‬‫‪ LCD‬این قسمتها باید در ابتدای برنامه اضافه شوند.‬
‫خطی از برنامه که بین دو عبارت ‪ #asm‬و ‪ #endasm‬آمده است یک دستور اسمبلی است و‬ ‫مشخص کننده پورتی است که ‪ LCD‬به آن متصل است،به عنوان مثال در شکل زیر‬ ‫‪LCD‬‬ ‫به پورت ‪ D‬متصل شده است و عدد ox12 ‬مشخص کننده آدرس این پورت است.‬ ‫

توجه
اگر میخواهید این پورت را تغییر بدهید باید حتما این آدرس را عوض کنید.‬

// Alphanumeric LCD Module Functions

#asm
.equ __lcd _port=0x12 ;PORTD
#endasm #include

نام پورت	آدرس پورت
PORTA >	ox1b
PORTB	ox18
PORTC	ox15
PORTD	ox12

‫اگر از پورت دیگری استفاده میکنید آدرس آن را میتوانید از جدول مربوط به آدرس‬ ‫رجیسترها در دیتاشیت میکروکنترلر مورد نظر بیابید.‬

‫‫•‬پیکره بندی ‪LCD‬‬:‫برای پیکره بندی ‪ LCD‬ در تابع ‪ main‬برنامه و قبل از عبارت (1)‪ While‬این عبارت را اضافه‬ ‫کنید:‬

//LCD module initialization
lcd_init(16) ;‫عدد 16 به معنای این است که ‪ LCD‬دارای 16 کاراکتر در هر سطر است،پس اگر از نوع‬ ‫دیگری استفاده میکنید این عدد را تغییر دهید.‬

‫توجه : اگر ‪ LCD‬به پورت مشخص شده در اول برنامه متصل نباشد،میکروکنترلر کار نخواهد کرد!!! زیرا‬ ‫این تابع منتظر خواندن اطلاعات از ‪ LCD‬می ماند و چون ‪ LCD‬به آن متصل نیست میکروکنترلر بقیه‬ ‫کدهای برنامه را اجرا نمی کند.‬

‫توجه: ممکن است بعد از اتصال ‪ LCD‬به میکروکنترلر،با اینکه همه موارد به درستی رعایت شده‬ ‫است،‪ LCD‬کار نکند!!! در نظر داشته باشید که بعضی از مدلهای میکروکنترلرهای ‪ AVR‬ دارای قابلیتی به‬ ‫نام ‪ JTAG‬ هستند. پایه های ‪ TMS،TDO،TDI‬و ‪ TCK‬مربوط به ‪ JTAG‬ هستند.مثلا برای مدلهای‬ ‫ ATMEGA16‬ و ATMEG32 ‬این پایه ها روی پورت ‪ C‬ قرار دارند.برای اینکه بتوانید از این پایه ها به‬ ‫عنوان ورودی و خروجی استفاده کنید باید قابلیت ‪ JTAG‬را غیر فعال کنید.برای کار باید فیوزبیت‬ ‫‪ JTAGEN‬را از حالت برنامه ریزی شده خارج کرد)برای این کار باید عدد یک را در آن نوشت.

‬ ‫برای اینکه فیوزبیت ‪ JTAG‬را غیر فعال کنیم ابتدا باید فیوز بیتها را بخوانیم.برای این کار ابتدا وارد‬ ‫محیط ‪ Chip Programmer‬ می شویم(‪،(Shift+F4‬سپس از منوی ‪ Read‬گزینه (‪ Fuse Bit(s‬را انتخاب می‬ ‫کنیم.‬

‫بعد از اینکه فیوزبیتها خوانده شوند،پیغام زیر نمایش داده می شود.‬

‫همانطور که در شکل بالا دیده می شود مقابل عبارت ‪ JTAG‬عدد صفر نوشته شده است،این بدان معنی‬ ‫است که قابلیت ‪ JTAG‬ فعال است و نمی توان ‪ LCD‬ را به پورتی که ‪ JTAG‬ روی آن قرار دارد متصل کرد.‬ ‫برای ادامه روی گزینه ‪ Yes‬ کلیک می کنیم تا تغییرات خوانده شده را روی جدول فیوزبیتها در صفحه‬ ‫اصلی محیط ‪ Chip Programmer‬ اعمال شود.در شکل زیر وضعیت فیوزبیتهای خوانده شده نمایش داده‬ ‫شده است.

اکنون با کلیک کردن بر روی علامت کنار گزینه ‪،JTAG‬این علامت را حذف می کنیم.‬

‫اکنون باید مقادیر جدید فیوز بیت ها را روی میکروکنترلر ‪ Program‬ کنیم.برای این کار از منوی‬ ‫‪ Program‬گزینه (‪ Fuse Bit(s‬را انتخاب می کنیم.اکنون قابلیت ‪ JTAG‬غیر فعال شده است.‬