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액정표시기의 제어법

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1. 액정표시기와의 접속

PIC와 액정표시기의 접속에 대해 설명한다. 사용하는 액정표시기의 사양은 다음과 같다.

[액정표시기의 사양]

품명: SC1602BSLB 또는 SC1602BS*B
개요: 16문자 2행, 하이 콘트라스트
백라이트 부가(BSLB만)
5×7 or 5×10도트+커서 표시
5V 단일전원, 저소비전류
CPU 인터페이스: 4비트 or 8비트 패럴렐

이와 같은 액정표시기와 접속하기 위해서는 다소 소프트웨어가 번거로워지지만, PIC의 사용 포트가 적게 해결되는 4비트 패럴렐을 선택하기로 한다.
이 4비트의 데이터 신호 이외에 필요한 신호는 RS(디바이스 선택 신호), R/W(읽기/써넣기 지정), E(strobe 신호)로 3가지이다.

이들과 PIC는 우선, 아래와 같이 접속해 보기로 한다.
이 접속 방법이 소프트웨어로 제어하기 쉽기 때문이다.
그리고, 각 신호의 타이밍도 아랫 그림에 나타냈는데, 문제는 하측의 신호가 내측에 들어가도록 출력하면 된다.

데이터 버스(DB4-7) 신호 내용의 구별은 2개의 제어신호(RS, R/W)로 구별된다.

  RS     R/W           신호종별
   0        0       Control Command 출력
   1        0       써넣기 데이터 출력
   0        1       Busy 신호입력
   1        1       읽기 데이터 입력


[Control Command의 일람표]
 

Commnad              DB7   6   5   4   3   2   1   0             설     명 Clear Display              0   0   0   0   0   0   0   1   전체 소거, Cursor는 Home으로 Cursor At Home         0   0   0   0   0   0    1   *   표시내용은 변화없음. Entry Mode Set          0   0   0   0   0   1  I/D  S   I/D=Increment/Decrement                                                                       S=With Display Shift Display On/Off           0   0    0   0   1   D   C  B   D=Display C=Cursor B=Blink Cursor/Dislay Shift     0   0    0   1   S/CR/L*   *   S/C=Display/Cursor                                                                        R/L=Right/Left Function Set              0   0    1  DL  N  F    *   *   DL=8/4Bit N=2/1Line                                                                        F=Large/Small CGRAM Address Set   0   1   CCRAM Address     Character Generator RAM DDRAM Address Set   1    L  DDRAM Address      Display RAM L=Line Busy Flag/Adrs Read  BF      Address                 BF=Busy Flag Data Write                       8 Bits Data                  CGRAM/DDRAM Common Data Read                       8 Bits Data                  CGRAM/DDRAM Common

2. 액정표시기에의 제어신호 출력 루틴

그러면 실제로 액정표시기에 Control 신호를 출력하는 서브루틴을 설명한다.
Control Command 신호라고 하는 조건은 RS=R/W=0이다.
4비트 모드로 접속하고 있기 때문에 상위 4비트와 하위 4비트의 2회로 나누어 Command를 출력한다.
 

;**** LCD command out ***** LCD_CMD         MOVWF       DPDT            ;Command 데이터의 일시 보존         ANDLW        0F0H             ;상위 4비트를 우선 출력         MOVWF       PORTB          ;RB4-7의 데이터 버스로 출력         BCF             PORTA,1       ;R/W를 0으로 세트 Command 조건 세트         BCF             PORTA,2       ;RS를 0으로 세트         BSF             PORTA,0       ;E high 스트로브 신호 출력         BCF             PORTA,0       ;E low         SWAPF        DPDT,W         ;         ANDLW        0F0H             ;하위 4비트를 출력         MOVWF       PORTB          ;RB4-7에 출력         BSF             PORTA,0        ;스트로브 신호 출력         BCF             PORTA,0         CALL           LCD_BUSY     ;Busy 신호가 없어질 때까지 기다린다         RETURN

3. 액정표시기에의 표시 데이터 출력 루틴

실제로 표시하기 위해서는 액정 표시기에 ASCII의 문자 코드를 송신한다.
송신은 4비트마다 2회로 나누어 한다.
데이터 송신 모드는 RS=0, R/W=1이다.
문자를 표시할 때는 커서는 우측으로 시프트해 가기 때문에 상위측의 문자부터 표시 출력을 한다.
2행째에 표시할 때에는 DDRAM Address Set의 Command로, Address Data에 "C0"를 Set하고 출력하면 2행째의 처음부터 표시한다.
 

;**** LCD Data Write **** LCD_DATA             MOVWF       DPDT       ;표시 데이터(ASCII)의 일시 보존             ANDLW        0F0H        ;상위 4비트 전송             MOVWF       PORTB             BCF             PORTA,1  ;R/W를 0으로 세트, 데이터 송신 모드 세트             BSF             PORTA,2   ;RS를 1로 세트             BSF             PORTA,0   ;E high, 스트로브 신호 출력             BCF             PORTA,0   ;E low             SWAPF        DPDT,W     ;get data lower             ANDLW        0F0H         ;하위 4비트의 전송             MOVWF       PORTB             BSF             PORTA,0    ;스트로브 신호 출력             BCF             PORTA,0             CALL           LCD_BUSY ;Busy 신호가 없어질 때까지 기다린다             RETURN

4. 액정표시기의 Busy 대기 서브루틴

액정표시기의 내부처리는 각 커맨드마다 약 40μs 정도 걸린다.
(유일하게 Clear 커맨드만은 1.64ms 걸린다)
이 처리시간 동안 "Busy" 신호가 출력되고 있다. 따라서, 연속적으로 데이터 전송을 하기 위해서는 이 Busy 신호가 없어지기를 기다리고나서 실시할 필요가 있다.

아래에 나타낸 것은 이 Busy 신호가 없어질 때까지 기다리는 서브루틴이다. Busy 신호는 액정표시기로부터의 입력으로 되기 때문에 PIC측의 데이터 버스를 입력 모드로 변경해 줄 필요가 있으므로, 처리하는데 있어서 더욱 번거로워진다.
이 입력/출력의 전환이 필요하게 되므로, PIC와 액정표시기와의 접속에는 데이터 버스와 컨트롤 신호를 나누는 편이 사용하기 쉬워진다.
 

;**** LCD Busy Check ************ LCD_BUSY             CLRF       DPDT                 ;데이터 버퍼 클리어             BSF         STATUS,RP0      ;PIC 모드 변경을 위해 Bank1로 전환             BSF         OPTION_REG,7   ;포트 B의 풀업을 OFF 지정             MOVLW   0FEH                  ;PORTBRB0 이외를 입력 모드에 세트             MOVWF   TRISB             BCF         STATUS,RP0       ;Bank0으로 리턴한다             BCF         PORTA,2             ;RS를 0으로 세트             BSF         PORTA,1             ;R/W를 1로 세트 Busy 입력 모드를 세트             BSF         PORTA,0             ;E high, 스트로브 신호 출력             MOVF      PORTB,W            ;데이터를 2회로 나누어 입력             BCF         PORTA,0             ;E low             ANDLW    0F0H                   ;우선 상위 4비트를 입력             MOVWF   DPDT                  ;일시 보존             BSF         PORTA,0             ;E high, 다음의 스트로브 신호 출력             MOVF      PORTB,W            ;하위 4비트를 입력             BCF         PORTA,0             ;E low             ANDLW    0FH                     ;Mask out upper             IORWF     DPDT,F                ;상위와 하위를 OR로 합병             BTFSC     DPDT,7                ;BUSY FLAG 비트를 체크             GOTO      LCD_BUSY           ;Busy 상태였다면 재차 입력 반복             BCF         PORTA,1              ;R/W를 0으로 리턴한다(출력 모드로 리턴한다)             BSF         STATUS,RP0         ;PIC의 모드 변경을 위해 Bank1로 전환             MOVLW   0EH                      ;RB1,2,3 이외는 출력으로 리턴한다             MOVWF   TRISB                   ;PORTB 모드 세트             BCF         STATUS,RP0         ;Bank0으로 리턴한다             RETURN

5. 액정표시기의 초기 리셋 서브루틴

마지막으로, 한층 까다로운 초기 리셋의 제어 서브루틴이다.
이 액정표시기는 전원 입력시에 자동적으로 리셋 처리를 하지만, 그것이 잘 실행되지 않았을 때를 생각하여, 소프트웨어로도 초기화할 수 있도록 되어 있다.
그 순서가 더욱 번거롭다. 우선, 액정표시기를 8비트 모드로 하는 것부터 시작한다.
또, 이 시점에서는 Busy Flag는 신용할 수 없기 때문에 사용하지 않도록 하고 시간으로 기다린다.
이 대략적인 처리의 흐름은 아래와 같이 된다.
 

전원 ON          ↓ 1.5ms 이상 기다린다            BusyFlag는 사용하지 않는다          ↓ 8비트 모드 설정          ↓ 4.1ms 이상 기다린다            BusyFlag는 사용하지 않는다          ↓ 재차 8비트 모드로 설정          ↓ 100μs 이상 기다린다           BusyFlag는 사용하지 않는다          ↓ 재차 8비트 모드로 설정          ↓ 4비트 모드로 설정               여기까지는 8비트 모드로 동작하고 있다          ↓ Function 설정                      이후 4비트 모드로 BusyFlag도 유효 Display Off 제어 Display On 제어 Entry Mode 세트

다음에 실제의 초기화 서브루틴을 설명한다.
 

;**** Initialize ***** LCD_INI          CALL        TIME5M             ;1.5ms 이상 기다린다(5ms 대기로 하고 있다)          MOVLW    030H                  ;8비트 모드 설정 제어          MOVWF    PORTB          BCF          PORTA,1           ;R/W0 세트          BCF          PORTA,2           ;RS0 세트          BSF          PORTA,0           ;E high 스트로브          BCF          PORTA,0           ;E low          CALL        TIME5M             ;4.1ms 이상 기다린다(5ms 대기)          MOVLW    030H                 ;재차 8비트 모드 설정 제어          MOVWF    PORTB          BCF          PORTA,1           ;R/W0 세트          BCF          PORTA,2           ;RS0 세트          BSF          PORTA,0           ;E high 스트로브          BCF          PORTA,0           ;E low          CALL        TIME100            ;100μs 이상 기다린다          MOVLW    030H                 ;재차 8비트 모드 설정 제어          MOVWF    PORTB          BCF          PORTA,1           ;R/W0 세트          BCF          PORTA,2           ;RS0 세트          BSF          PORTA,0           ;스트로브          BCF          PORTA,0          CALL        TIME100            ;확실히 하기 위해 100μs 대기          MOVLW    020H                 ;4비트 모드 설정 제어          MOVWF    PORTB              ;(이때는 아직 8비트 모드)          BCF          PORTA,1           ;R/W0 세트          BCF          PORTA,2           ;RS0 세트          BSF          PORTA,0           ;스트로브          BCF          PORTA,0          CALL        TIME100            ;확실히 하기 위해 100μs 대기 ;이후 4비트 모드로 동작, BusyFlag 유효          MOVLW    02CH                 ;Function Set(2행, 5×10Dot 표시 지정)          CALL        LCD_CMD          MOVLW    08H                    ;Display off(Cursor, Blink 없음)          CALL        LCD_CMD          MOVLW    0CH                    ;Display on(Cursor, Blink 없음)          CALL        LCD_CMD          MOVLW    06H                     ;Entry Mode Set(Increment, 표시 시프트 지정)          CALL        LCD_CMD          RETURN

다음은 다이내믹 표시 제어의 노하우를 설명한다