Fonctionnement d un afficheur LCD 4 x 20 Chipset LSI : HITACHI HD44780

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1 Fonctionnement d un afficheur LCD 4 x 2 Chipset LSI : HITACHI HD4478 I) Caractéristiques techniques. I.) Description des broches et connexion de l afficheur LCD avec un micro contrôleur. Le dialogue avec un µc ou µp se fait par un bus de données de 8 bits ou de 4 bits. Les échanges d informations sont synchronisés par des signaux de commandes: - (Lecture/écriture). - (Register Select : Registre de sélection). - E (Enable : Mémorisation). I.2) Schémas de cablâge : Mode 8 bits et 4 bits. Mode 8 bits Mode 4 bits LCD 4x2 +5V LCD 4x2 +5V VDD 2 VDD 2 VO 3 P 4.7K C 22nF VO 3 P 4.7K C 22nF DB DB DB2 DB3 DB4 DB5 E VSS DB DB DB2 DB3 DB4 DB E VSS DB DB DB2 DB3 DB4 DB5 DB DB DB2 DB3 En mode 4 bits les entrées DB à DB3 doivent être non connectées E E Philippe LETENNEUR - STS GRANVILLE 24 - Page /

2 Fonctionnement d un afficheur LCD 4 x 2 Chipset LSI : HITACHI HD4478 I.3 Caractéristiques de l afficheur et fonctionnement. L afficheur utilisé dispose de : - 4 lignes de 2 caractères (Matrice de 5 colonnes x 7 lignes). - Une RAM (DDRAM : DATA RAM) de 8 caractères correspondant. - Une RAM (CGRAM : CARACTER GRAPHIC RAM) permettant de créer de nouveaux caractères. - De 2 regitres internes IR et DR : -Le registre d instruction I R: (Instruction Register) : C est le registre de contrôle, suivant la valeur que l on met dedans l afficheur exécute des opérations de configurations, exemple: effacement de l écran (Voir le tableau des instructions). Il permet aussi de positionner le curseur parmi les 8 adresses de la DDRAM, ou des 6 adresses de la CGRAM. -Le registre de données D R: (Data Register); Suivant la valeur que l on met dedans l afficheur peut: - Afficher un caractère (Code ASCII ou spécifiques). - Créer une ligne d une matrice d un nouveau A B C D E F 2 3 Code A 4B 4C 4D 4E 4F Code A B C D E F Code A 5B 5C 5D 5E 5F Code ASCII Contrôleur LSI = Instruction Register = Data Register AFFICHEUR LCD 4 x 2 E DB.. Philippe LETENNEUR - STS GRANVILLE 24 - Page 2/

3 Fonctionnement d un afficheur LCD 4 x 2 Chipset LSI : HITACHI HD4478 I.4) Tableau des codes ASCII Une ROM où sont stockés 6 caractères pré-définis (CODE ASCII standard + caractères spécifiques). Lower 4 Bits Upper 4 Bits xxxx CG RAM () xxxx (2) xxxx (3) xxxx (4) xxxx (5) xxxx (6) xxxx (7) xxxx (8) xxxx () xxxx (2) xxxx (3) xxxx (4) xxxx (5) xxxx (6) xxxx (7) xxxx (8) Philippe LETENNEUR - STS GRANVILLE 24 - Page 3/

4 Fonctionnement d un afficheur LCD 4 x 2 Chipset LSI : HITACHI HD4478 I.5) Chronologie temporelle : Timing Cycle d écriture : Mode 8 bits : 6ns 2ns RW 45ns 2ns EN 2ns 2ns 95ns ns DB to VALID DATA ns Mode 4 bits : RW 6ns 2ns 45ns 45ns 2ns 2ns EN 2ns 95ns ns 95ns ns DB4 to Upper Nibble Lower Nibble ns ns Philippe LETENNEUR - STS GRANVILLE 24 - Page 4/

5 Fonctionnement d un afficheur LCD 4 x 2 Chipset LSI : HITACHI HD4478 Cycle de lecture : Mode 8 bits : 6ns 2ns RW 45ns 2ns 2ns EN 2ns 5ns 36ns DB to VALID DATA ns Mode 4 bits : 6ns 2ns RW 45ns 45ns 2ns 2ns EN 2ns 36ns 5ns 36ns 5ns DB4 to Upper Nibble Lower Nibble ns ns Philippe LETENNEUR - STS GRANVILLE 24 - Page 5/

6 Fonctionnement d un afficheur LCD 4 x 2 Chipset LSI : HITACHI HD4478 II) Fonctionnement de l afficheur. - L afficheur dispose de deux registres permettant de gérer celui-ci: -Le registre d instruction I R: (Instruction Register) : C est le registre de contrôle, suivant la valeur que l on met dedans l afficheur exécute des opérations de configurations, exemple: effacement de l écran (Voir le tableau des commandes : page 9). Il permet aussi de positionner le curseur parmi les 8 adresses de la DDRAM, ou des 6 adresses de la CGRAM. -Le registre de données D R: (Data Register); Suivant la valeur que l on met dedans l afficheur peut: - Afficher un caractère (Code ASCII ou spécifiques). - Créer une ligne d une matrice d un nouveau caractère. L accès ce ces registres est fonction des valeurs des signaux et. Registre sélectionné Ecriture dans IR : Registre de contrôle ou d instruction Lecture de IR : Registre de contrôle ou d instruction Ecriture de DR : Registre de données Lecture de DR : Registre de données REMARQUE IMPORTANTE: L écriture d une donnée à une adresse, affiche le caractère correspondant au code ASCII et incrémente ou décrémente le compteur d adresse ADD (compteur adresse de la DDRAM). Exemple: Soit I/D= (Mode par défaut: incrémentation), si l adresse courante est $, l envoie de $43 (code ASCII de la lettre C ) dans le registre de données aura pour effet d afficher un C à l écran et d incrémenter le compteur d adresse ADD de, sa valeur sera égale à $ après l instruction. Philippe LETENNEUR - STS GRANVILLE 24 - Page 6/

7 Fonctionnement d un afficheur LCD 4 x 2 Chipset LSI : HITACHI HD4478 III) DESCRIPTION DES INSTRUCTIONS DE L ECRAN. III.) Effacement de l écran (%-> IR). Cette instruction efface l écran et repositionne le curseur sur la première ligne à gauche ADD=$. Temps d éxécution =,64 ms. III.2) Retour du curseur en position initiale (%X-> IR). Cette instruction repositionne le curseur sur la première ligne à gauche ADD=$. Temps d éxécution =,64 ms. III.3) Type d écriture (% I/D S-> IR). Cette instruction détermine le mode d incrémentation (I/D=) ou de décrémentation (I/D=) de ADD, et si l afficheur doit être décalé après une écriture de données dans la DDRAM. S=: Tout l affichage est décalé vers la gauche (I/D=) ou vers la droite (I/D=) après une écriture dans la DDRAM. S= : Affichage fixe. Temps d éxécution = 4 µs. III.4) Activation ou désactivation de l afficheur (% D C B-> IR). Cette instruction détermine: D=: Afficheur bloqué. D=: Afficheur en fonctionnement. C=: Curseur présent. C=: Curseur absent. B=: Pas de clignotement du curseur. B=: Clignotement du curseur. Temps d éxécution = 4 µs. III.5) Déplacement du curseur ou / et de l affichage (% S/C R/L-> IR). S/C R/L Action Déplace le curseur vers la gauche. Déplace le curseur vers la droite. Déplace l'affichage et le curseur vers la gauche. Déplace l'affichage et le curseur vers la droite Temps d éxécution = 4 µs. Philippe LETENNEUR - STS GRANVILLE 24 - Page 7/

8 Fonctionnement d un afficheur LCD 4 x 2 Chipset LSI : HITACHI HD4478 III.6) Type d écriture (% DL N X X -> IR). Cette instruction détermine avec quel type d écran et d interface le circuit dialogue. DL=: Interface en mode 4 bits. DL=: Interface en mode 8 bits. N=: Afficheur disposant d une ligne. N=: Afficheur disposant de deux lignes. Temps d éxécution = 4 µs. III.7) L indicateur état BF : BUSY FLAG. Sa valeur indique si l afficheur est libre ou occupé. En effet pour chaque commande dans le registre d instruction ou de données, le contrôleur va avoir besoin d un certain temps (voir tableau des commandes page suivante) pour commander les segments de l afficheur, c est pour cela qu il positionne le BF à pour indiquer qu il est occupé (voir tableau des instructions) BF= : Afficheur libre. BF= : Afficheur occupé aucune donnée ne peut être acceptée par celui-ci. Donc quand on envoie une valeur dans l afficheur, on doit attendre que l afficheur ne soit plus occupé pour lui envoyer une autre valeur. Philippe LETENNEUR - STS GRANVILLE 24 - Page 8/

9 Fonctionnement d un afficheur LCD 4 x 2 Chipset LSI : HITACHI HD4478 III.8) Tableau des commandes. Instruction RW DB5 DB4 DB3 DB2 DB DB Description Clear display Clears entire display and sets DDRAM address in address counter. T=.64mS Return Home * Sets DDRAM address in address counter. Also returns display from being shifted to original position. DDRAM contents remain unchanged. T=.64mS Entry mode set Display on/off control Cursor or display shift I/D S Sets cursor move direction and specifies display shift. These operations are performed during data write and read. T= 4µS D C B Sets entire display (D) on/off, cursor on/off (C), and blinking of cursor position character (B). T= 4µS S/C R/L * * Moves cursor and shifts display without changing DDRAM contents. T= 4µS Function set DL N F * * Sets interface data length (DL), number of display lines (N), and character font (F). Set CGRAM address Set DDRAM address Read busy flag & address Write data to CG or CCRAM Read data from CG or DDRAM CGRAM address Sets CGRAM address. CGRAM data is sent and received after this setting. T= 4µS T= 4µS DDRAM address Sets DDRAM address. DDRAM data is sent and received after this setting. T= 4µS BF CGRAM / DDRAM address Reads busy flag (BF) indicating internal operation is being performed and reads address counter contents. T= 4µS Write data Writes data into DDRAM or CGRAM. T= 4µS Read data Reads data from DDRAM or CGRAM. T= 4µS I/D = : Increment I/D = : Decrement S = : Accompanies display shift S/C = : Display shift S/C = : Cursor move R/L = : Shift to the right R/L = : Shift to the left DL = : 8 bits, DL = : 4 bits N = : 2 lines, N = : line F = : 5 dots, F = : 5 8 dots BF = : Internally operating BF = : Instructions acceptable DDRAM: Display data RAM CGRAM: Character generator RAM Philippe LETENNEUR - STS GRANVILLE 24 - Page 9/

10 Fonctionnement d un afficheur LCD 4 x 2 Chipset LSI : HITACHI HD4478 IV) INITIALISATION DE L AFFICHEUR LCD. IV.) Mode 8 bits. Power on Wait for more than 5 ms after VCC rises to 4.5 V DB5 DB4 DB3DB2 DB DB * * * Wait for more than 4. ms DB5 DB4 DB3 DB2DB DB * * * Wait for more than µs DB5 DB4 DB3 DB2DBDB DB5 DB4 DB3 DB2 DBDB BF can be checked after the following instructions. When BF is not checked, the waiting time between instructions is longer than the execution instuction time. Specify the number of display lines and character font.) The number of display lines and character font cannot be changed after this point. Display ON Display clear Cursor ON Initialization ends Philippe LETENNEUR - STS GRANVILLE 24 - Page /

11 Fonctionnement d un afficheur LCD 4 x 2 Chipset LSI : HITACHI HD4478 IV.2 Mode 4 bits. Power on Wait for more than 5 ms after V CC rises to 4.5 V DB5 DB4 Wait for more than 4. ms DB5 DB4 Wait for more than µs DB5 DB4 DB5 DB4 Function set (Set interface to be 4 bits long.) BF can be checked after the following instructions. When BF is not checked, the waiting time between instructions is longer than the execution instuction time. Function set (Specify the number of display lines and character font.) The number of display lines and character font cannot be changed after this point. Display on Display clear Cursor On and Blinking Initialization ends Philippe LETENNEUR - STS GRANVILLE 24 - Page /