Применение знакосинтезирующих индикаторов фирмы Data Vision

При разработке микроконтроллерных устройств перед разработчиком ставится задача, какую микросхему использовать при проектировании. Выбор микроконтроллеров (МК) довольно широк, а возможности, как правило, примерно одинаковы. Автор использовал МК PIC16F873 фирмы Microchip, а также ЖКИ DV-16230 фирмы Data Vision. Описание этого микроконтроллера можно найти на www.microchip.com. При проектировании использовалась среда разработки MPLAB с ее базовым языком ассемблером. Нередко можно услышать, что этот язык устарел и что предпочтительнее использовать современный язык программирования — С. Но, как мы увидим далее, используя макросы и подпрограммы, ассемблер не так уж плох. Причем, можно создавать вполне читаемый текст, если сформировать для себя «правила» программирования и придерживаться их.

Рис 1. Схема подключения МК и ЖКИ

На рис. 1 представлена схема подключения МК и ЖКИ. На схеме видна разбросанность выводов на МК, которые соединяются с ЖКИ. Это связано только с тем, что микросхема на макетной плате отрабатывалась для другого устройства и временно была переориентирована на работу с ЖКИ. Для связи МК с контроллером ЖКИ используется семь выводов. Три из них (RS, R/W, E) — управляющие, они настроены на вывод. Остальные (DB4-DB7) служат для передачи данных — эти выводы в процессе работы программа настраивает и на ввод, и на вывод. Для работы используется 4-разрядная шина. Для более детального ознакомления с командами контроллера ЖКИ можно обратиться к литературе [2].

Обозначим параметры:

На рис. 2 показана структура памяти, выбранная автором. В контроллере ЖКИ расположена память ОЗУ, содержимое которой непосредственно отображается на поле ЖКИ. При желании из нее всегда можно считать и в нее можно записывать, создавая, таким образом, процедуры для работы с ЖКИ.

В настоящей статье использован следующий метод работы с памятью. В области памяти МК, в банке 1, отводится буфер, который содержит точную копию данных ОЗУ контроллера ЖКИ. Методы изменяют информацию в буфере, а по окончании выполнения преобразований, перезаписывают ОЗУ контроллера ЖКИ, когда он свободен. Может возникнуть вопрос: зачем так нерационально расходовать память. Расход памяти составляет 2ґ16 байт (размер поля ЖКИ). Автор исходил из того, что время выполнения методов (например, при смещении данных) значительно меньше, чем при работе непосредственно с памятью ОЗУ контроллера ЖКИ. Всю работу по преобразованию данных МК берет на себя, не затрагивая контроллер ЖКИ. За ним остается только задача вовремя выводить требуемую информацию.

Обозначим память в банке 0:

Когда начинаешь считать последние оставшиеся байты в памяти программ, возникает мысль, что память используется неразумно и что код программы насыщен «водой». Возможный выход из такой ситуации — создание подпрограмм, которые уменьшают код, но загружают стек. Еще один способ — использование макросов, которые по своему образу и подобию создают код, незначительно отличающийся от исходного. Ниже приведены обозначения макросов.

1. Выбор банков. Этот макрос предназначен для простоты восприятия кода программы и часто оберегает от лишних ошибок.

2. Вывод текста. Макрос предназначен для позиционного вывода информации в область памяти буфера. Ниже приведен макрос вывода слов в строку 1, по аналогии строится макрос вывода в строку 2.

3. Запись команды, константы, рабочего регистра в ЖКИ. Эти три макроса непосредственно посылают управляющие слова либо данные в контроллер ЖКИ.

Ниже обозначены подпрограммы.
1. Запись тетрады с предварительной проверкой загруженности контроллера ЖКИ. Процедура выводит младшие четыре бита на порты ввода-вывода, проверив предварительно, что контроллер ЖКИ готов к приему данных.

2. Запись данных/команд в ЖКИ. Данная процедура выводит байт в контроллер ЖКИ, предварительно разбив на тетрады.

3. Формирование флага занятости контроллера ЖКИ. Процедура перенастраивает выводы DB4-DB7 на прием и производит опрос бита занятости контроллера ЖКИ. После прочтения бита занятости выводы DB4-DB7 восстанавливаются на вывод информации. Если контроллер ЖКИ готов к приему данных, то происходит выход из процедуры. В противном случае происходит повторный цикл опроса. Таким образом, если контроллер ЖКИ не работает, то будет иметь место бесконечный цикл.

4. Очистка поля ЖКИ (ОЗУ МК). Процедура очищает память буфера, записывая в него код символа, который соответствует пустому полю в фонтах контроллера ЖКИ.

5. Очистка поля ЖКИ (ОЗУ контроллера ЖКИ). Эта процедура загружает указатель контроллера ЖКИ в начало блока памяти первой строки и далее записывает в него код символа, который соответствует пустому полю в фонтах контроллера ЖКИ. Не стоит забывать о том, что контроллер ЖКИ настроен на инкрементацию указателя после записи байта данных. Для второй строки нужно создать аналогичный макрос, перезаписав команду на b'11000000'.

Рис. 2. Распределение памяти

6. Перерисовка поля ЖКИ (ОЗУ МК => ОЗУ контроллера LCD). Данная процедура очень похожа на RewriteLCDLine1, различие состоит лишь в том, что байт данных берется из соответствующей ячейки памяти буфера. Тем самым эти процедуры производят непосредственную передачу данных из буфера в память контроллера ЖКИ.

7. Инициализация ЖКИ (выполняется непосредственно после загрузки МК). Она настраивает системный интерфейс контроллера ЖКИ на работу с 4-разрядной шиной. Таким образом, с 1 по 4 шаг работает 8-разрядная шина, а начиная с 5-го — 4-разрядная.

В памяти ПЗУ контроллера ЖКИ прошиты фонты — рис. 3. Также существует возможность записи своих символов в ОЗУ контроллере ЖКИ (CG RAM) и использование их в дальнейшем. Коды ASCII символов не совпадают с кодировкой фонтов, прошитых в контроллере ЖКИ. Создадим свою таблицу интерпретации символов.

Запишем в память программ МК фразы, которые необходимо выводить в процессе работы программы.

Для того чтобы вывести на ЖКИ строчку «Проверка» с отступом в три символа, необходимо записать следующую команду.

Ниже приведена классификация методов работы с информацией. 1. Метод записи информации из памяти программ МК в буфер отображения на поле ЖКИ является механизмом выборки текстовой информации из области памяти программ. На начало строки источника указывают theLCDUkazatelCreateH и theLCDUkazatelCreateL. На начало строки приемника указывает theLCDDataCreatePosition и бит указателя строки bCreateLine. Конец строки определяется кодом __end_ , который извлекается из памяти программ вместе с данными.

2. Метод сдвига выведенных данных. При вызове этого метода осуществляется проверка битов настройки, которые расписаны выше в параметрах. Этот метод удобно использовать в обработчике прерываний, включая его в тот момент, когда он необходим. Он реализует механизм сдвига информации либо влево, либо вправо, работает с одной-двумя строками, может сдвигать информацию за экран, либо замыкать циклически ее вывод на ЖКИ. Все эти параметры определяются битами настройки метода.

Рис 3. Русско-английские фонты

Как использовать данный метод. Пусть нам необходимо вывести строчку «Hello World!» с отступом в один символ и через 1 с смещать ее слева направо через весь экран в цикле. Необходимо выполнить следующую последовательность действий:
1. После инициализации ЖКИ (процедура InitLCD) вывести строку:

2. Настроить модуль метода сдвига. Биты конфигурации расписаны в параметрах.

3. Организовать прерывания от любого таймера через 1. с и вызвать метод GoWindow.

Рис. 4

Таким образом, мы будем наблюдать перемещение фразы, как это показано на рис. 4. В данной статье затронут всего один способ вывода информации на ЖКИ. Можно придумать большое количество разнообразных вариантов. Чем оригинальнее производится вывод информации, тем приятнее работать с прибором. Ведь недаром западные разработчики уделяют столь большое внимание оформлению приборов, расходуя драгоценное время на «мелочи». Но именно на этих «мелочах», по мнению автора, и формируется отношение и к прибору, и, следовательно, к его разработчикам.

Литература

• PIC16F87X. Data Sheet., Microchip Technology Inc., 1999.
• Библиотека Электронных Компонентов. Жидкокристаллические индикаторы фирмы Data International. — М.: ДОДЭКА, 1999. — 64 c.
• Электронные Компоненты. Каталог. — М.: Платан, 2000. С. 120.

Алексей Узенгер
uzenger@chat.ru

---

Статьи по: ARM PIC AVR MSP430, DSP, RF компоненты, Преобразование и коммутация речевых сигналов, Аналоговая техника, ADC, DAC, PLD, FPGA, MOSFET, IGBT, Дискретные полупрoводниковые приборы. Sensor, Проектирование и технология, LCD, LCM, LED. Оптоэлектроника и ВОЛС, Дистрибуция электронных компонентов, Оборудование и измерительная техника, Пассивные элементы и коммутационные устройства, Системы идентификации и защиты информации, Корпуса, Печатные платы