/ Knihovna pro LCD |

/ Úvod |

Předem musím uvést že se opět nejedná o nějaký ucelený tutoriál, spíš jen o takové komentáře a střípky jak používat na STM8 mou LCD knihovnu. Vysvětlovat co je to alfanumerický LCD displej určitě nemusím. Jistě jste všichni nějaký viděli třeba v automatu na jízdenky. Možná máte dojem, že je to "přežitá technologie, konec konců i běžné domácí spotřebiče mixérem počínaje a myčkou konče mají grafický displej. Alfanumerický LCD displej má ale tři nesporné výhody - jednoduchost, nízkou náročnost na prostředky mikrokontroléru (paměti) a nízkou spotřebu. Pro nás bude důležitá hlavně ta první - jednoduchost, protože naše znalosti jazyka C jsou zatím na velmi nízké úrovni. Pro tyto displeje existuje nespočet různě kvalitních knihoven a v našem kurzu budeme používat tuto.

/ Připojení |

Mikrokontrolér komunikuje s displejem pomocí 7 datových linek. Ty jsou na displeji označeny D4,D5,D6,D7 (tvoří 4bitovou sběrnici) a RS,RW,E. Můžeme je připojit na libovolné piny našeho mikrokontroléru a naši volbu musíme zapsat do souboru stm8_hd4480.h. Displej dále ke svému provozu potřebuje napájení (GND a VCC). To přivedeme například z pinů označených +5V a GND. Dále potřebuje přivést na vstup VLCD napětí nastavující kontrast. To vyrobíme pomocí trimru připojeného mezi VCC (+5V) a GND. Jezdec trimru přivedeme na pin VLCD (jako na schematu A). Poslední co musíme zapojit je podsvícení. U některých displejů není potřeba, ale vy používáte "negativní" varianty (tedy světlé písmo na tmavém pozadí) a bez podsvícení nic neuvidíte. Podsvícení je jen LED dioda s prahovým napětím okolo 4V a provozním proudem přibližně 130mA. Anoda i katoda LED jsou vyvedeny na piny označené A a K. Stačí tedy například připojit anodu na +5V a katodu propojit přes sériový rezistor s GND.

Cv.1:
Spočtěte předřadný odpor pro připojení LED s napětím přibližně V_F=4.1V ke zdroji o napětí V_CC=5V má-li proud LED být přibližně I_LED=130mA. Odpor volte ze sady E12.

Spočítáme napětí na předřadném rezistoru. V_R = V_CC - V_F = 5 - 4.1 = 0.9V
Spočítáme požadovaný odpor z Ohmova zákona. R=V_R/I_LED = 0.9/0.13 = 6.92Ohm
Najdeme z řady E12 nejbližší hodnotu. Nabízí se 6R8 a 8R2. Protože menším rezistorem by tekl větší proud, volíme z důvodů bezpečnosti raději vyšší odpor.
Vhodný předřadný rezistor má hodnotu R=8.2 Ohm.

Během připojování doporučuji si zapojení poznamenat na list papíru nebo postupně zapisovat rovnou do stm8_hd4480.h. Nejčastější příčinou proč displej "nejde" je právě chybné zapojení. V souboru stm8_hd4480.h najděte makra:

// define your own pinout. Do not forgot that driver needs 5V tolerant pins
#define LCD_RS_PORT     GPIOF
#define LCD_RW_PORT     GPIOF
#define LCD_E_PORT      GPIOF
#define LCD_D4_PORT     GPIOG
#define LCD_D5_PORT     GPIOG
#define LCD_D6_PORT     GPIOG
#define LCD_D7_PORT     GPIOG

#define LCD_RS_PIN  GPIO_PIN_7
#define LCD_RW_PIN  GPIO_PIN_6
#define LCD_E_PIN   GPIO_PIN_5
#define LCD_D4_PIN  GPIO_PIN_0
#define LCD_D5_PIN  GPIO_PIN_1
#define LCD_D6_PIN  GPIO_PIN_2
#define LCD_D7_PIN  GPIO_PIN_3

a přepište je podle toho ke kterým vývodům mikrokontroléru jste jednotlivé piny displeje připojili. Následně v makrech:

#define LCD_LINES 4 // 1 , 2 or 4
#define LCD_COLUMNS 20 // 8 , 12 , 16 , 20 , 40 (not all are properly implemented)

Zvolte šířku a výšku vašeho displeje (2 řádky a 16 znaků). Tím je veškerá konfigurace hotová.

/ Klíčové funkce |

Pro zobrazování na displeji používáme tyto základní funkce (existuje jich víc, ale my si zatím vystačíme s omezeným repertoárem):

lcd_init() provede základní inicializaci displeje. Voláte ji jednou na začátku programu (nebo obecně po zapnutí displeje).
lcd_gotoxy(x,y) umisťuje kurzor. Prvním argumentem je souřadnice zleva (počítáno od nuly) a druhým argumentem je souřadnice shora - řádek (opět počítáno od nuly). Například volání lcd_gotoxy(0,0) posune kurzor na první znak na prvním řádku. Tedy do levého horního rohu displeje. Volání lcd_gotoxy(2,1) posune kurzor na třetí znak na druhém řádku.
lcd_puts() funkce vypíše řetězec na displej. Jako argument jí dáváte pole s řetězcem který se má vypsat.
lcd_putchar() funkce vypíše na displej jeden znak a posune kurzor na další pozici. Znak můžete zadat buď uvozený apostrofy jako třeba 'Q' a nebo číselnou podobou. Varianta s apostrofy se používá když chcete vypsat nějaký standardní znak jako jsou písmena, číslice, čárky, tečky, otazníky, vykřičníky nebo závorky. Číselné vyjádření je vhodné pro vypisování speciálních znaků. Speciálních znaků je mnoho a jsou to různé symboly nebo třeba písmena řecké abecedy či azbuky. Každý displej má jinou znakovou sadu a pokud chcete tyto specifické symboly používat, musíte se podívat do datasheetu a najít si číselné vyjádření každého symbolu. Případně si rovnou kupovat displej s vhodnou znakovou sadou. Většina displejů navíc umožňuje uložit si do paměti až 8 vlastních symbolů. Jejich vypisování opět můžete provádět touto funkcí.
lcd_clear() smaže obsah displeje a vrátí kurzor na první pozici (0,0). Používejte tuto funkci opravdu jen v případech kdy je nutné smazat celý displej. Často se setkáte s nevhodným použitím v následujícím stylu. Program vypíše číselnou hodnotu, nechá ji nějakou dobu zobrazenou na displeji a pak chce na stejném místě zobrazit novou hodnotu. Tak displej smaže pomocí funkce lcd_clear() a vypíše novou číselnou hodnotu a tak to dělá pořád dokola. Takový postup vede k nepříjemnému problikávání displeje a budí v uživateli takové aplikace obavy že má zařízení nějakou závadu. Mnohem lepší postup je místo mazání prostě původní hodnotu na displeji přepsat tou novou - jak se brzy naučíme.

/ sprintf |

Jistě jste si všimli, že máme vlastně jen dva způsoby jak na displej dostat nějaký text. Buď ho můžeme vypisovat znak po znaku pomocí funkce lcd_putchar a nebo jako celek funkcí lcd_puts. Díky tomu, že Céčko má mezi "standardními" knihovnami (stdio.h) docela slušnou sadu funkcí pro práci s textem, bude pro nás výhodnější využívat je a "tisknout" na displej pomocí druhé jmenované (lcd_puts). Většinu práce za nás budou dělat funkce printf a sprintf. Potkáte je asi v každém tutoriálu k jazyku C a zjednodušeně řečeno provádí formátování a převod čísel na řetězce (text). Umí tedy z proměnných vykouzlit jejich textovou podobu. Obě funkce se od sebe liší jen tím že printf posílá znaky na takzvaný standardní výstup (to zatím neznáte) a sprintf skládá znaky do řetězce (tedy do pole). Bylo by hloupé abych teď popisoval to co je na internetu už 100x napsané, takže si vás dovolím vyzvat aby jste si chování funkce printf/sprintf nastudovali například v jednom z těchto zdrojů.

Naše používaná varianta sprintf se od výše zmíněné funkce printf liší jen v tom že má jeden (první) argument navíc. Tím je pole (tedy ukazatel) kam se má výsledný řetězec zapsat. Druhým argumentem je takzvaný formátovací řetězec. Ten je typicky konstantní (tedy předem daný, zapsaný v uvozovkách) a určuje kolik proměnných, jakého typu a jak se má do pole/řetězce vypsat. Další argumenty jsou pak ony proměnné. Opět si pro jistotu dovolím zapsat pár odkazů na manuál funkce sprintf.

Funkce sprinf vrací počet znaků které do řetězce zapsala, čehož lze využít při vypisování textu na LCD. Protože ale plnohodnotná funkce zabírá mnoho paměti, existují i "lightweight" verze. My budeme většinu času používat právě odlehčenou variantu, kterou jsme dostali spolu s překladačem. Ta nemá podporu typů float a double.

Velmi užitečná funkce, která je skoro nezbytná při vypisování na displej je možnost zarovnat číslo na pevný počet znaků. Proč si předvedeme na následující chybičce. Máme kus programu který má za úkol nejprve vypsat "rychlost=321" a potom na stejné místo "rychlost=45". Co se stane můžete vidět na obrázku. chybka Poslední číslice "1" zůstane na displeji protože ji nepřepíšeme... Z toho důvodu se vyplatí při takovém zobrazování vždy přepsat předem stanovený počet znaků. K nápravě stačí specifikovat že se hodnota proměnné má vypisovat na pevný počet (zde tři) znaky. chybka Aby jste měli z čeho čerpat, dovolím si vypsat několik různých způsobů formátování. V komentářích vždy uvidíte jak výsledný řetězec (v uvozovkách) který funkce sprintf "vyplyvne"

  uint16_t x=500;
  sprintf(text,"x=%0.5u",x); // "x=00500"
  sprintf(text,"x=%05u",x);  // "x=00500"
  sprintf(text,"x=%.5u",x);  // "x=00500"
  sprintf(text,"x=%5u",x);   // "x=  500"
  
  int16_t x=-1256,y=293;
  sprintf(text,"x=%i y=%i",x,y);      // "x=-1256 y=293"      -- %i znamená dávej znaménko (minus) jen u záporných
  sprintf(text,"x=%+i y=%+i",x,y);    // "x=-1256 y=+293"     -- %+i znamená dávej znaménko vždy 
  sprintf(text,"x=%i y=% i",x,y);     // "x=-1256 y= 293"     -- % i znamená dej znaménko minus záporným číslům, ostatním mezeru
  sprintf(text,"x=% 6i y=% 6i",x,y);  // "x= -1256 y=  293"   -- bezpečný výpis znaménkových int16  (int16 má max. 6 míst)
  
  uint32_t y=123456;
  int32_t z=-259;
  sprintf(text,"y=%lu z=%li",y,z);  // "y=123456 z=-259"  -- uint32_t je %lu, int32_t je %li (l jako long)
  
  char x='A',y=66;
  char retezec[]="Ahoj";
  sprintf(text,"x=%c x=%u y=%c",x,(uint16_t)x,y);  //  "x=A x=65 y=B"
  sprintf(text,"retezec=%s",(uint16_t)retezec);    //  "retezec=Ahoj"
  
  uint16_t y=500;
  sprintf(text,"y=%x y=%#x",y,y);       // "y=1f4 y=0x1f4"
  sprintf(text,"y=%04x y=%#0.4x",y,y);  // "y=01f4 y=0x01f4"
  sprintf(text,"y=%04X y=%#0.4X",y,y);  // "y=01F4 y=0X01F4"
  
  uint8_t y=37;
  sprintf(text,"y=%u",(uint16_t)y);  // "y=15" -- takhle se vypisuje typ uint8_t (tedy byte) .. přetypujeme ho na uint16_t

| Odkazy /

Home
| V1.01 8.7.2020 /
| By Michal Dudka (m.dudka@seznam.cz) /