Najprostszy sterownik wyświetlacza alfanumerycznego.pdf

Najprostszy sterownik wyświetlacza

alfanumerycznego

Do czego to służy?

Po raz pierwszy na łamach EdW ma−

my okazję zapoznać się z bardzo cieka−

wym i użytecznym elementem elektro−

nicznym, jakim jest bez wątpienia wy−

świetlacz alfanumeryczny. Zetknęliśmy

się już wielokrotnie z wyświetlaczami

siedmiosegmentowymi, zarówno LED

jak i LCD. Wyświetlacze te mogą obrazo−

wać wyniki procesów elektronicznych

w postaci liczbowej, na upartego można

także wyświetlić na nich kilka innych zna−

ków. Natomiast na wyświetlaczu alfanu−

merycznym można pokazać praktycznie

dowolne znaki, wszystkie litery alfabetu

łacińskiego, cyfry, a także znaki narodo−

we wielu krajów. Wyświetlacze tego ty−

pu z założenia przeznaczone są do współ−

pracy z mniej lub bardziej złożonymi sys−

temami mikroprocesorowymi i kompute−

rowymi. Typowy wyświetlacz alfanume−

ryczny umożliwia jednoczesne wyświet−

lenie 32 znaków, ułożonych w dwóch li−

nijkach. Co jednak z tego wynika w prak−

tyce dla nas, niejednokrotnie początkują−

cych konstruktorów elektroników? Prze−

cież sterowanie takim wyświetlaczem

musi być bardzo skomplikowane, kurs

programowania procesorów dopiero się

rozpoczął, a elementy potrzebne do bu−

dowy sterownika wyświetlacza alfanu−

merycznego muszą być bardzo kosztow−

ne i trudne do zdobycia. Czy więc warto

brać się za ten temat? Autor pragnie udo−

wodnić, że z całą pewnością warto i za−

proponować Czytelnikom budowę chyba

najprostszego z możliwych sterownika

wyświetlacza. Do jego budowy potrzeb−

ne będą zaledwie dwa, zaliczane do naj−

tańszych i najłatwiej dostępnych układy

CMOS i pamięć EPROM typu 2764,

w której będziemy mogli zapisać aż 128

komunikatów składających się z maksi−

mum 32 znaków każdy. Brzmi to obiecu−

jąco, prawda?

Proponowany układ z pewnością jest

interesujący i znajdzie wielką ilość zasto−

sowań praktycznych. Musimy jednak

zdać sobie sprawę z dwóch jego wad.

Pierwszą jest fakt, że przeznaczony on

jest wyłącznie dla tych Czytelników, któ−

rzy mogą zapewnić sobie choćby chwilo−

wy dostęp do komputera i programatora

EPROMów. Drugim ograniczeniem na−

szego sterownika jest brak możliwości

wyświetlania polskich znaków narodo−

wych. Coś za coś: prostota i taniość za te

dwa ograniczenia. Przy stosowaniu na−

szego sterownika w aparaturze profesjo−

nalnej, np. w aparaturze pomiarowej, mo−

2251

żemy problem polskich znaków diaktrycz−

nych po prostu ominąć. Zamiast stoso−

wania komunikatów zredagowanych

w języku polskim, pięknym, ale w poezji,

użyjmy języka międzynarodowego, który

wszyscy powinniśmy choćby biernie

znać: angielskiego. Polskie znaki narodo−

we można oczywiście pokazywać na wy−

świetlaczach alfanumerycznych, ale wy−

maga to stosowania dość skomplikowa−

nych procedur ładowania matryc tych

znaków do pamięci wyświetlacza. W żad−

nym wypadku nie da się tego osiągnąć

tak prostymi środkami, potrzebny do te−

go będzie prosty system mikroproceso−

rowy opracowywany właśnie przez auto−

ra. Zanim jednak ten układ ujrzy światło

dzienne, zróbmy małą przymiarkę do wy−

świetlacza alfanumerycznego. Nie skon−

struujemy przecież układu wyłącznie do−

świadczalnego, ale w pełni funkcjonalny

moduł przeznaczony do pracy w syste−

mach automatyki, sprzęcie pomiarowym,

układach powszechnego użytku czy też

w elektronice „samochodowej”. Jakie

mogą być te zastosowania? Posłużymy

się najprostszym, banalnym przykładem.

Zapisane teksty przechowywane są

w pamięci EPROM i mogą być z niej

przekazane do wyświetlacza po podaniu

na starsze wejścia adresowe 7−o bitowe−

go adresu aktualnie potrzebnego komuni−

katu. Tak więc wystarczy zewrzeć do ma−

sy odpowiednią kombinację styków we−

jściowych, aby po ok. 0,5 sek. na ekranie

wyświetlacza pojawił się odpowiedni na−

pis. Obsługa wyświetlacza jest więc tak

prosta, że może on współpracować na−

wet z bardzo prymitywnymi układami.

Nie tak dawno w EdW został opublikowa−

ny opis układu monitorującego światła

samochodowe, oddzielnie każdą żarów−

kę. Układ składa się z kilku modułów

z wyjściami typu otwarty kolektor. Tak

więc pierwsze, bardzo „bajeranckie” za−

stosowanie już mamy. W pewnym mo−

mencie w samochodzie odzywa się syg−

nał akustyczny, a na pięknie podświetlo−

nym wyświetlaczu pojawia się napis

„PRZEPALONA PRAWA LAMPA STO−

PU” albo „NAPRAW LEWE DROGOWE,

FUJARO”! Dodając kolejne czujniki mo−

żemy w łatwy sposób „skomputery−

zować” cały samochód, otrzymując ko−

munikaty w rodzaju „ZAPNIJ PASY” czy

też „NISKI POZIOM PLYNU HAMULCO−

WEGO”(niestety, nie będzie polskiego

”Ł”). Jeżeli nic złego w samochodzie się

nie dzieje, to nasz układ wyświetla na

stałe komunikat „SZEROKIEJ DROGI!”

W pamięci możemy zgromadzić aż 128

komunikatów, co wystarczy nawet do za−

sygnalizowania wszystkich możliwych

awarii Fiata126 czy Poloneza. Nie musi−

my się zresztą ograniczać do 128 komu−

nikatów. W układzie sterownika możemy

bez najmniejszych przeróbek zastosować

pamięć EPROM typu 27128, co da możli−

wość zarejestrowania w pamięci chyba

całej Ody do Młodości!

Przykład z instalacją samochodową był

tylko propozycją prostego i efektownego

zastosowania wyświetlacza. Z pewnością

niezawodni Czytelnicy EdW znajdą jesz−

cze wiele, bardziej profesjonalnych zasto−

sowań proponowanego układu, np. w re−

klamie, czy systemach informacyjnych.

Jak to działa?

Schemat elektryczny proponowanego

układu pokazany został na rysunku 1.

Chyba stwierdzenie o jego prostocie nie

było przesadą? Centralnym punktem

układu jest pamięć EPROM IC1 adreso−

wana przez sześć najstarszych bitów licz−

nika binarnego IC2. Sześć bitów daje

nam 64 kombinacje, co jest ilością całko−

wicie wystarczającą do przesłania do wy−

świetlacza 60− bitowej informacji o aktu−

alnie wybranym komunikacie. Licznik IC2

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/97

pracuje bez przerw, tak że informacja zo−

staje wysyłana do wyświetlacza w spo−

sób ciągły, co oznacza że wybrany komu−

nikat jest cyklicznie wysyłany do wy−

świetlacza, aż do momentu wybrania na−

stępnego komunikatu. Sam wyświetlacz

sterowany jest w iście barbarzyński spo−

sób: nie stosowana jest procedura inicja−

lizacji, na wejściu R/W\ wymuszony jest

na stałe stan niski. Oznacza to, że nie mo−

żemy odbierać od wyświetlacza jakich−

kolwiek informacji i dane wysyłane są

„na oślep”, bez sprawdzania zezwolenia

na wpis nowego bajtu. Ponieważ zasto−

sowano względnie małą częstotliwość

zegara licznika i linia zezwolenia taktowa−

na jest z częstotliwością niewiele prze−

kraczającą 150Hz, możemy przyjąć, że

wyświetlacz ma aż za dużo czasu na

wprowadzenie jednego znaku przed poja−

wieniem się następnego.

Warto teraz pokazać, jak wygląda

transmisja danych z pamięci EPROM do

wyświetlacza. Transmisja rozpoczyna się

w momencie pojawienia się na wejściu

E (zezwolenia) wyświetlacza stany wyso−

kiego, powstającego z zanegowania

przez bramkę IC3B stanu niskiego z naj−

starszego wyjścia licznika IC2. Każda

transmisja rozpoczyna się od wysłania do

wyświetlacza czterech bajtów sterują−

cych. Ich wartość wynosi:

Po bajtach sterujących zostaje do wy−

świetlacza wysłany tekst pierwszej linijki.

Jeżeli jest ona krótsza od 16 znaków, do

należy ją przedłużyć, dodając odpowied−

nią ilość spacji. Następnie do wyświetla−

cza wysłane zostają 24 spacje i następnie

druga linijka tekstu. Każdy komunikat za−

wsze zawiera 60 bajtów.

0B8H co wyświetlacz „rozumie”

jako zgłoszenie

transmisji danych

08CH włączenie wyświetlacza

086H ustawienie wyświetlacza

w tryb

adresowania

082H ustawienie kursora na

pierwszej pozycji

Montaż i uruchomienie

Mozaika ścieżek płytki drukowanej

i rozmieszczenie elementów przedsta−

wione zostały na rysunku 2. Montaż wy−

konujemy w typowy, wielokrotnie opisy−

wany sposób, rozpoczynając od elemen−

tów najmniejszych, a kończąc na konden−

satorach elektrolitycznych i stabilizatorze

napięcia. Pod układy scalone warto zasto−

sować podstawki (zastosowanie pod−

stawki pod EPROM jest, z oczywistych

przyczyn, niezbędne).

Jedyną mozolną czynnością podczas

montażu będzie połączenie płytki sterow−

nika z płytka wyświetlacza. Producenci

wyświetlaczy stosują bardzo nietypowy

rozstaw punktów lutowniczych, tak że

o zastosowaniu typowych złącz i przewo−

dy taśmowego nie może być mowy. Wo−

bec tego płytki należy połączyć ze sobą

za pomocą krótkich odcinków przewo−

dów, lutowanych do nich bezpośrednio.

Układ sterownika zmontowany ze

sprawnych elementów nie wymaga uru−

chamiania, a jedyną regulacją będzie

ustawienie za pomocą potencjometru

montażowego właściwego kontrastu na

polu odczytowym wyświetlacza, na któ−

rym nic jeszcze nie widać. Przyszłą więc

pora na wyjaśnienie, w jaki sposób nale−

ży zaprogramować pamięć EPROM.

Najprostszą, ale i niezwykle żmudną

metodą byłoby ręczne wpisanie potrzeb−

nych kodów za pomocą dowolnego edy−

Standardowe wyświetlacze alfanume−

ryczne produkowane są w dwóch warian−

tach: z podświetlaniem lub bez. Do włą−

czenia podświetlania wyświetlania służy

jumper JP1. Zwarcie do masy wejścia 15

(o ile ono istnieje) wyświetlacza powodu−

je włączenie bardzo efektownego pod−

świetlenia prezentowanego tekstu. Ale

uwaga: o ile pobór prądu przez nasz układ

i wyświetlacz jest normalnie znikomo

mały (ok. 1,5mA), to po włączeniu pod−

świetlania wzrasta aż do ponad 300mA,

ze względu na to, że element podświet−

lający składa się z matrycy kilkudziesięciu

diod LED.

Układ wyposażony został w typowy

stabilizator napięcia +5VDC zrealizowany

na popularnym układzie scalonym typu

7805. Dioda D1 zabezpiecza układ przed

uszkodzeniem w przypadku przypadko−

wej zmiany polaryzacji napięcia zasilają−

cego i Czytelnicy, których cechą charak−

teru nie jest roztargnienie, mogą zastąpić

ją zworą.

Rys. 1. Schemat ideowy

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/97

Wykaz elementów

Rezystory

PR1: 4,7k

Ω

R1: 100k

Ω

Kondensatory

C1: 22nF

C2: 100µF

C3,C5: 100nF

C4: 220µF

Półprzewodniki

D1: 1N4001

IC1: 27C64

IC2: 4060

IC3: 4011

IC4: 7805

Pozostałe

CON2: Uska golpin 10

CON3: ARK2 (małe)

JP1 JUMPER

Uwaga: wyświetlacz LCD nie wchodzi w skład

kitu AVT 2251 i można go zamówić oddziel−

nie. Najpopularniejsze typy wyświetlaczy to:

Rys. 2. Schemat montażowy

tora binarnego. Jest to możliwe, ale na−

prawdę są prostsze sposoby utworzenia

potrzebnego nam pliku binarnego Autor

pozwala sobie przedstawić Czytelnikom

banalnie prosty programik, który może

posłużyć jako baza do napisania bardziej

rozbudowanego programu. Programik zo−

stał napisany celowo w archaicznym

GWBasicu, tak że można wykorzystywać

go na absolutnie każdym komputerze

zgodnym ze standardem PC, nawet na

muzealnym XT. Bez jakichkolwiek prze−

róbek program może posłużyć do wyge−

nerowania pliku, który po wprowadzeniu

go do EPROM a pozwoli na sprawdzenie

poprawności działania naszego sterowni−

ka wyświetlacza alfanumerycznego.

Warto jeszcze powiedzieć parę słów na

temat możliwych modyfikacji zbudowane−

go układu. Jak już wspomniano, można

w nim zastosować dwukrotnie pojemniej−

szą pamięć EPROM typu 27128. Umożliwi

to zapisanie aż 256 komunikatów czyli

Listing programu testowania sterownika wyświetlacza alfanumerycznego

100 cls: m = 10

200 OPEN „test.bin” FOR OUTPUT AS #1

300 FOR r = 1 TO m

400 CLS

500 PRINT #1, CHR$(&HB8); CHR$(&H8C); CHR$(&H86); CHR$(&H82);

600 PRINT „Wprowadz tekst nr”; r

700 PRINT „Wprowadz pierwsza linie”

800 INPUT tekst1$

900 PRINT „Wprowadz druga linie”

1000 INPUT tekst2$

1100 PRINT #1, tekst1$;

1200 FOR z = 1 TO 40 – LEN(tekst1$)

1400 PRINT #1, „ „;

1500 NEXT z

1550 PRINT #1, tekst2$;

1600 FOR t = 1 TO 20 – LEN(tekst2$)

1700 PRINT #1, „ „;

1800 NEXT t

1850 NEXT r

1900 CLOSE #1

2000 END

niespodzianka!

Zdajemy sobie sprawę, że nie wszyscy

nasi Czytelnicy posiadają komputery, nie

mówić już o programatorach i kasowni−

kach EPROM (no, temu postaramy się

w najbliższym czasie zaradzić). Tak więc,

autor podejmuje się zaprogramować EP−

ROMy dla pierwszych 10 Czytelników,

którzy zbudują sterownik wyświetlacza

alfanumerycznego. Jeżeli ktoś zbudował

opisany wyżej układ, a nie ma żadnej

możliwości zaprogramowania EPROMu,

to powinien o tym fakcie pisemnie za−

wiadomić redakcję EdW. Po otrzymaniu

pierwszych dziesięciu zgłoszeń, w naj−

bliższym numerze EdW opublikujemy lis−

tę Czytelników, którzy będą proszeni o:

teraz

niespodzianka!

1. Przesłanie do redakcji czystego EPROM−

u typu 2764, a jeszcze lepiej o przesłanie

zamówienia na taki EPROM. Ten drugi

sposób daje całkowitą gwarancję, że

przeznaczona do zaprogramowania pa−

mięć nie będzie uszkodzona.

8192 znaków! Jak wielka jest to ilość,

niech świadczy fakt, że tekst który czyta−

cie ma ok. 11000 znaków drukarskich!

Jeżeli jednak i to komuś będzie za mało,

to po małej przeróbce można zastosować

także pamięć typu 27256 co da możli−

wość... nie, to już przesada!

Wspomnijmy jeszcze jednej, możli−

wej do wykonania w prosty sposób

przeróbce, a właściwie rozbudowaniu

układu. Mamy do dyspozycji 7 (w przy−

padku zastosowania pamięci 27128 –

8) wejść adresowych służących wybie−

raniu żądanego komunikatu. Jeżeli te−

raz do tych wejść podłączymy wyjścia

7−o lub 8−o stopniowego licznika binar−

nego, to uzyskamy możliwość cyklicz−

nego wyświetlania zapalanych komuni−

katów. Jeżeli jeszcze zapewnimy sobie

możliwość skracania cyklu pracy liczni−

ka, to aż się prosi o zastosowanie na−

szego układu w systemach reklamo−

wych i informacyjnych. Niska cena

urządzenia może pozwolić na zastoso−

wanie go np. na wystawach nawet ma−

łych sklepów.

Od redakcji:

Dla wszystkich czytelników zaintere−

sowanych wykonaniem powyższego ste−

rownika i użycie go do wyświetlania napi−

sów w większym formacie, a dodatkowo

nie w trybie LCD lecz na matrycach LED,

polecamy artykuł: „Inteligentny wyświet−

lacz alfanumeryczny LED” opublikowany

w Elektronice Praktycznej 5 i 6/97.

W ofercie handlowej znajduje się zestaw

do powyższego artykułu o nazwie AVT

324, który można bez żadnych przeróbek

dołączyć do sterowania AVT 2251 zastę−

pując wyświetlacz LCD.

2. Wraz z EPROM−em lub zamówieniem

na niego prosimy przysłać na dyskietce

plik tekstowy, zawierający 256 (lub

mniej) linii tekstu, każda po maksimum

16 znaków. Tekst musi być napisany pod

edytorem, który zapisuje wyłącznie zna−

ki ASCII, nie będziemy przyjmować tek−

stów napisanych w jakimkolwiek innym

edytorze. Wykluczone jest także nadsy−

łanie tekstów napisanych na papierze.

3. Po zaprogramowaniu EPROM ów zo−

staną one odesłane Czytelnikom. Je−

żeli były to EPROM y zakupione

w AVT, to Czytelnik zostanie obciążony

jego wartością (paczka będzie do ode−

brania za pobraniem pocztowym).

Zbigniew Raabe

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT jako

„kit szkolny” AVT−2251.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/97

Ω

RP1: 2,2...10k

R2: 11k

A teraz

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: