1. Alphanumeric LCD Configuration
Lecturer: Reza Arjmandi
Autumn 2015
Lecture 8 , 9:
Introduction Alphanumeric LCD and initialization

2. LCD
Alphanumeric LCD
Graphical LCD(GLCD)

3. LCD Advantage LCD 7Segment -قیمت کم -توان مصرفی پایین
-قابلیت استفاده در سیستم های Portable
-نوردهی مناسب
-توان مصرفی بالا
-قابلیت استفاده در سیستم های Portable را ندارند

4. Alphanumeric LCD-Feature
Size:
نوع
تعداد ستون
تعداد سطر
نوع کاراکتر
مدل
16*1 16 1
5*7 dots
LM161XXX
16*2 2
LM162XXX
16*4 4
LM164XXX
20*2 20
LM202XXX
20*4
LM204XXX
40*2 40
LM402XXX
40*4
LM404XXX

5. Alphanumeric LCD-Feature
Font Size:
5*10
5*7

6. Alphanumeric LCD-Feature
Interface:
ABCDEFGH
ABCDEFGH
Parrallel
8 bit interface
4 bit interface
Serial

7. Alphanumeric LCD-Feature
Controller:
KS0073 controller
HD44780 controller
Hitachi co.

8. Alphanumeric LCD-Pins
شماره پایه
نام پایه
عملکرد پایه 1
VSS یا GND
اتصال به زمین 2
Vcc یا VDD
اتصال به +5v 3
VEE
تنظیم درخشندگی(contrast) 4 RS
انتخابگر رجیستر داده/رجیستر دستور 5
R/W
انتخابگر خواندن/نوشتن 6 E
فعال ساز
7~14
D0~D7
خطوط دیتا 15
LED+
ولتاژ + نور پس زمینه 16
LED-
ولتاژ – نوز پس زمینه A K 15 16
خطوط تغذیه
خطوط کنترل
خطوط دیتا
تغذیه نور پس زمینه

9. Alphanumeric LCD-Pins
خطوط تغذیه

10. Alphanumeric LCD-PinsK 15 16
RS(Register Select): پایه انتخاب رجیستر داده/ رجیستر دستور العمل.
RS=0 -> IR(Instruction Register) Register Select
RS=1-> DR(Data Register) Register Select
IR Register
DR Register
R/W(Read/Write): پایه انتخاب خواندن / نوشتن میباشد.
R/W=0 -> Write Select
R/W=1 -> Read Select
خطوط کنترل
E(Enable): پایه فعال ساز میباشد. LCD به کمک این پایه اطلاعات روی پایه های داده را لچ(Latch) میکند. با اعمال یک پالس با حداقل
پهنای 450ns میتوان این پایه را فعال کرد
Example:
void enable(void) {
E=1;
__delay_cycles(1000); //delay 1ms for frequency
E=0;
__delay_cycles(1000); }
450ns

11. Alphanumeric LCD-PinsK 15 16
خطوط دیتا
داده یا دستورالعمل

12. Alphanumeric LCD-PinsK 15 16
تغذیه نور پس زمینه

13. Alphanumeric LCD-Memory
DDRAM(Data Display RAM)
CGROM(Character Generator ROM)
CGRAM(Character Generator RAM)
منطقه قابل رویت A K 15 16 39 38 37 36
... 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
آدرس سطر اول 79 78 77 76 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40
آدرس سطر دوم

14. Alphanumeric LCD-4Bit Configuration
#define lcd PORTC
#define RS PORTC_Bit0
#define RW PORTC_Bit1
#define E PORTC_Bit2 …
void main(void) { }

15. Alphanumeric LCD-Write Data
DR Register
Example:
#define lcd PORTC
#define RS PORTC_Bit0
#define RW PORTC_Bit1
#define E PORTC_Bit2
void enable(void);
void LCDsendChar(char ch) {
RS=1;
RW=0;
lcd=(ch & 0xF0)|(lcd&0x0F);
enable();
lcd=((ch<<4) & 0xF0))|(lcd&0x0F); }
Write 1
Data
450ns E

16. Alphanumeric LCD-Write Command
IR Register
Example:
#define lcd PORTC
#define RS PORTC_Bit0
#define RW PORTC_Bit1
#define E PORTC_Bit2
void enable(void);
void LCDsendCommand(unsigned char command) {
RS=0;
RW=0;
lcd=(command&0xF0)|(lcd&0x0F);
enable();
lcd=((command<<4)&0xF0)|(lcd&0x0F); }
Write
Command
450ns E

17. Alphanumeric LCD-Command
دستوالعمل
Bit7
Bit6
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit0
Hex
پاک کردن نمایشگر 1
0x01
بازگشت به ابتدای سطر X
0x02
کنترل وضعیت ورودی
I/D S
0x04~0x07
کنترل روشن و خاموش بودن مکان نما و نمایشگر D C B
0x08~0x0F
جابجایی مکان نما و نمایشگر
S/C
R/L
0x10~0x1C
تنظیم عملکرد DL N F
0x20~0x3C
تنظیم آدرس CGRAM
آدرس
تنظیم آدرس DDRAM

18. Alphanumeric LCD-Command-Clear Display
0x01
Write
دستوالعمل
Bit7
Bit6
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit0
Hex
پاک کردن نمایشگر 1
0x01
Example:
#define lcd PORTC
#define RS PORTC_Bit0
#define RW PORTC_Bit1
#define E PORTC_Bit2
void enable(void);
void LCDsendCommand(unsigned char command);
void LCDsendChar(char ch);
void LCDclr(void) {
LCDsendCommand(0x01); }

19. Alphanumeric LCD-Command-Return Home
دستوالعمل
Bit7
Bit6
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit0
Hex
بازگشت به ابتدای سطر 1 X
0x02
Command=
0x01
Write
Example:
#define lcd PORTC
#define RS PORTC_Bit0
#define RW PORTC_Bit1
#define E PORTC_Bit2
void enable(void);
void LCDsendCommand(unsigned char command);
void LCDsendChar(char ch);
void LCDreturnHome(void) {
LCDsendCommand(0x02); }

20. Alphanumeric LCD-Command-Entry Mode Set
دستوالعمل
Bit7
Bit6
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit0
Hex
کنترل وضعیت ورودی 1
I/D S
0x04~0x07
کنترل وضعیت ورودی:
تعیین میکند که جهت جا به جایی و نمایشگر به چه صورت باشد:
1-اگر I/D یک باشد، مکان نما در وضعیت افزایش بوده و از چپ به راست جابه جا میشود،
در صورتی که این بیت صفر باشد، جهت جابه جایی راست به چپ است.
2-بیت S فعال ساز جابه جایی نمایشگر است. بدین ترتیب که در صورت یک بودن آن، به نظر می آید
که بجای جا به شدن مکان نما، نمایشگر جا به جا میشود.در صورت یک بودن I/D، نمایشگر به سمت
چپ جا به جا شده و در صورت صفر بودن به سمت راست جا به جا خواهد شد.
Bit S 39 38 37 36
... 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
آدرس سطر اول 79 78 77 76 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40
آدرس سطر دوم

21. کنترل روشن و خاموش بودن مکان نما و نمایشگر
Alphanumeric LCD-Command-Display ON/OFF
دستوالعمل
Bit7
Bit6
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit0
Hex
کنترل روشن و خاموش بودن مکان نما و نمایشگر 1 D C B
0x08~0x0F
کنترل روشن و خاموش بودن مکان نما و نمایشگر
در صورت یک بودن بیت D، نمایشگر روشن بوده و در غیر اینصورت خاموش است، زمانی که نمایشگر خاموش میشود. اطلاعات
DDRAM تغییر نمیکند
با یک شدن بیت C، مکان نما روشن شده و با صفر شدن آن خاموش میشود. مکان نما در سطر هشتم از یک کاراکتر 7×5 نشان داده
میشود
در صورتی که بیت B یک منطقی باشد، در موقعیت فعلی، مکان نما چشمک زده و روشن-خاموش میشود و در غیر اینصورت ثابت
میماند

22. کنترل روشن و خاموش بودن مکان نما و نمایشگر
Alphanumeric LCD-Command-Display ON/OFF
دستوالعمل
Bit7
Bit6
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit0
Hex
کنترل روشن و خاموش بودن مکان نما و نمایشگر 1 D C B
0x08~0x0F
کنترل روشن و خاموش بودن مکان نما و نمایشگر
Example:
void LCDcursorOn(void) {
LCDsendCommand(0x0E); }
void LCDcursorOFF(void)
LCDsendCommand(0x0C);
void LCDcursorOnBlink(void)
LCDsendCommand(0x0F);
void LCDblank(void) {
LCDsendCommand(0x08); }
void LCDvisible(void)
LCDsendCommand(0x0C);

23. جابجایی مکان نما و نمایشگر
Alphanumeric LCD-Command-Cursor OR Display Shift
دستوالعمل
Bit7
Bit6
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit0
Hex
جابجایی مکان نما و نمایشگر 1
S/C
R/L X
0x10~0x1C
جابه جایی مکان نما یا نمایشگر
در صورتی که مقدار S/C صفر باشد بر حسب اینکه R/L صفر یا یک باشد به ترتیب مکان نما یک واحد به چپ یا راست جابه جا میشود
در صورتی که مقدار S/C یک باشد بر حسب اینکه R/L صفر یا یک باشد به ترتیب مکان نما و نمایشگر یک واحد به چپ یا راست جابه‌جا
میشود
Example:
void LCDshiftRight(unsigned char n) {
for(unsigned char i=0;i<n;i++)
LCDsendCommand(0x18); }
void LCDshiftLeft(unsigned char n)
LCDsendCommand(0x1E);
void LCDcursorLeft(unsigned char n) {
for(unsigned char i=0;i<n;i++)
LCDsendCommand(0x10); }
void LCDcursorRight(unsigned char n)
LCDsendCommand(0x14);

24. Alphanumeric LCD-Command-Function Set
دستوالعمل
Bit7
Bit6
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit0
Hex
تنظیم عملکرد 1 DL N F X
0x20~0x3C
تنظیم عملکرد
در صورتی که بیت DL یک باشد، واسط به صورت 4 بیتی بوده و در غیر اینصورت 8 بیتی است.
اگر بیت N صفر باشد، کنترلر با زمان وظیفه‌ی(duty cycle) 1/8 یا 1/11 پیکره بندی اولیه شده و در صورتی که این بیت یک باشد
زمان وظیفه‌ی 1/16 انتخاب میشود. نمایشگرهای چندخطی معمولا با زمان وظیفه 1/16 راه اندازی میشود.
در صورتی که بیت F یک شود، فونت سایز 10×5 بوده و در غیر اینصورت 7×5 است.
این دستورالعمل بسیار مهم است و برای پیکربندی اولیه LCD باید اجرا شود. قبل از اجرای این دستورالعمل هیچ دستور دیگری عمل
نمیکند.

25. Alphanumeric LCD-Command-Initialization
قبل از اینکه از LCD استفاده کنیم، باید آن را مقدار دهی اولیه کنیم، در غیر اینصورت LCD کار نمیکند. به این کار در اصطلاح Initialization
گفته میشود، Initialize کردن یک LCD در روش چهارسیمه بصورت زیر میباشد:
1-روشن کردن LCD
2-ایجاد حداقل 150ms تاخیر
3-ارسال دستور 0x33
4-ایجاد حداقل 100ms تاخیر
5-ارسال دستور 0x32
6-ایجاد 100ms تاخیر
7-تنظیمات صفحه نمایش
...
Example:
void LCDinit(void) {
__delay_cycles(150000);
LCDsendCommand(0x33); //Function Set 4bit
__delay_cycles(100000);
LCDsendCommand(0x32); //Function Set 4bit
LCDvisible();
LCDclr();
LCDsendCommand(0x06); //Entry Mode Set
LCDcursorOnBlink(); }

26. Alphanumeric LCD-Read IR RegisterK 15 16
IR Register
Read 1
450ns E BF
BF(Busy Flag)

27. lcd.c C Language-Make Library
C:\Program Files (x86)\IAR Systems\Embedded Workbench 5.3\avr\inc
lcd.c

28. C Language-Make Library
Header File
Library.h
Code File
Library.c
C:\Program Files (x86)\IAR Systems\Embedded Workbench 5.3\avr\inc
LCDCHR_lib

29. Alphanumeric LCD-Example1
مثال: برنامه‌ای که عبارت AVR را به صورت شناور، در هر ثانیه یک بیت به سمت راست شیفت دهد
#include<lcd.c>
unsigned char i;
void main() {
DDRC=0XFF;
initializ_lcd();
LCDcursorOFF();
while(1)
for(i=0;i<16;i++)
LCDcursorRight(i);
write_data('A');
write_data('V');
write_data('R');
__delay_cycles(100000);
LCDclr(); }

30. Alphanumeric LCD-Example2
F را روی LCD نمایش دهد

31. Alphanumeric LCD-Example2
#include<lcd.c>
unsigned char scan(void);
unsigned char __flash code[16]={0XEE,0XDE,0XBE,0X7E,0XED,
0XDD,0XBD,0X7D,0XEB,0XDB,0XBB,0X7B,0XE7,0XD7,0XB7,0X77};
char __flash number[]=" ABCDEF";
main() {
unsigned char data,i;
DDRC=0XFF;
initializ_lcd();
while(1)
data=scan();
for(i=0;i<16;i++)
if(data==code[i])
LCDclr();
write_data(number[i]); }
unsigned char scan(void) {
unsigned char key;
DDRD=0X0F;
PORTD=0XF0;
__delay_cycles(10);
key=(PIND&0XF0);
DDRD=0XF0;
PORTD=0X0F;
key|=(PIND&0X0F);
return key; }

32. Alphanumeric LCD-Example3

33. Alphanumeric LCD-Example3
#include <LCDCHR_lib.c>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
char __flash number[11]=" ";
unsigned char SECOND,MINUTE,HOUR;
main() {
DDRC=0XFF;
LCDinit();
DDRD_Bit7=0;
PORTD_Bit7=1;
DDRD_Bit3=0;
PORTD_Bit3=1;
while(1)
LCDsendCommand(LCD_CLR);
LCDsendCommand(LCD_HOME);
LCDstring("T= ");
LCDsendChar(number[HOUR/10]);
LCDsendChar(number[HOUR%10]);
LCDstring(" : ");
LCDsendChar(number[MINUTE/10]);
LCDsendChar(number[MINUTE%10]);
LCDsendChar(number[SECOND/10]);
LCDsendChar(number[SECOND%10]);
if(PIND_Bit3==0) {
__delay_cycles(100000);
MINUTE++;
if(MINUTE>60)
MINUTE=0; }
if(PIND_Bit7==0)
HOUR++;
if(HOUR>24)
HOUR=0;
__delay_cycles( );
SECOND++;
if(SECOND>60) {
SECOND=0;
MINUTE++;
if(MINUTE>60)
MINUTE=0;
HOUR++;
if(HOUR>24)
HOUR=0; }

34. Alphanumeric LCD-Write CGRAM
معادل HEX
معادل Binary
0x17 1
0x14
0x12
0x11
0x1F
0x00

35. Alphanumeric LCD-Write CGRAM
معادل HEX
معادل Binary
0x02 1
0x07
0x00
0x17
0x14
0x1C
معادل HEX
معادل Binary
0x00
0x06 1
0x05
0x07
0x01
0x02
0x0C

36. Alphanumeric LCD-Write CGRAM-Example4
#include <LCDCHR_lib.c>
__flash unsigned char userChars[64]={
0x17,0x14,0x12,0x11,0x1F,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x06,0x05,0x07,0x01,0x02,0x0C,0x00,
0x02,0x07,0x00,0x17,0x14,0x14,0x1C,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, };
void setCGRAM(unsigned char __flash str[]) {
unsigned char k;
LCDsendCommand(0x40); //setCGRAM
for(k=0;k<64;k++)
LCDsendChar(str[k]);
LCDsendCommand(0x80); //setDDRAM }
void main(void) {
LCDinit();
setCGRAM(userChars);
LCDsendChar(2);
LCDsendChar(1);
LCDsendChar(0);
while(1); }

37. Contact us