Quelltext der Seite LCD-Modul am AVR

{{Baustelle|m_a_r_v_i_n}}

[[Bild:lcdmodul_2.jpg|right|thumb|350px|LCD-Modul]]

==Einleitung==

LCD ist eine Abkürzung und bedeutet '''''L'''iquid '''C'''rystal '''D'''isplay''. Übersetzt bedeutet dies Flüssigkristall-Anzeige. Flüssigkristalle sind organische Verbindungen, die Eigenschaften von Flüssigkeiten und Festkörpern besitzen. Zwischen zwei Glasplatten mit Polarisationsfiltern schwimmen die Flüssigkristalle. Durh Anlegen einer Wechselspannung ändert sich die Polarisationsebene der Flüssigkristalle und damit, ob das einfallende Licht reflektiert oder absorbiert wird.

Bei einem LCD-Modul befindet sich neben dem LCD auch ein Controller zur Ansteuerung des LCDs. 


==Text-Displays==

Text-Displays kommen wegen der problemlosen Anbindung in Mikrocontroller Projekten wie Robotern am häufigsten zum Einsatz. Bei Text-LCDs kommen meistens HD44780 oder kompatible Controller zum Einsatz. Dieser Controller unterstützt Displays mit bis zu 80 Zeichen. Gängige Dispalygrößen sind: 1 &times; 8, 2 &times; 8, 1 &times; 16, 2 &times; 16, 2 &times; 20, 2 &times; 40 Zeichen Displays (Spalten x Zeilen). Hat das Display mehr als 80 Zeichen, dann besteht das Display aus 2 Controllern und verhält sich nach der Ansteuerung wie 2 Displays (zusätzliche Enbale Leitung)     

===Anschlußbelegung für 1&times;8 bis 4&times;20 Zeichen Displays===

Text-Displays verfügen über einen über genormte 14 Anschluß Pins (LCD-Module mit Backlight über 16 Pins). Lediglich bei der Backlight Versorgungsspannung und Polung kann es Unterschiede geben. Im Zweifelsfall hilft hier der Blick ins Datenblatt. Entweder sind die Anschlüsse in einer Reihe (1 &times; 14(16)) oder zweireihig (2 &times; 7(8)) herausgeführt.

{|{{Blauetabelle}}
|'''Pin'''
|'''Bezeichnung'''
|'''Beschreibung''' 
|---
|1
|GND
|Masse
|---
|2 
|VCC
|Spannungsversorgung +5V
|---
|3
|VEE
|Kontrast Poti 0..0,5V
|--- 
|4
|RS
|Register Select, 1=Daten schreiben / 0=Kommando senden.
|---  
|5
|R/W
|1=Read / 0=Write zum lesen / schreiben in das Display RAM 
|---
|6
|Enable
|Fallende Flanke -> Übertragen des Kommandos oder der Daten, H-Pegel -> Lesen von Daten aus dem Display
|---
|7 
|DB0 
|Datenbus Bit0 LSB
|---
|8
|DB1
|Datenbus Bit1
|---
|9
|DB2
|Datenbus Bit2
|---
|10
|DB3
|Datenbus Bit3
|---
|11
|DB4
|Datenbus Bit4
|---
|12
|DB5
|Datenbus Bit5
|---
|13
|DB6
|Datenbus Bit6
|---
|14
|DB7
|Datenbus Bit7 MSB
|---
|15
|GND BL
|Masse Hintergrundbeleuchtung
|---
|16
|VCC BL
|Spannungsversorgung Hintergrundbeleuchtung, mit Vorwiderstand
|}

===8-Bit Ansteuerung (Busmode)===

Für die 8-Bit Ansteuerung werden die meisten Prozessor-Ports benötigt. Da Prozessor-Ports normalerweise rar sind ist diese Anbindung sicher nicht die erste Wahl. Die Anbindung erfolgt dabei häufig im Bus Mode auch memory-mapped Mode genannt. Diesen Mode unterstützen allerdings nur die wenigsten Atmel AVR Prozessoren (mit externem Bus-Interface), z.B. der AT90S8515 und ATmega128. 

[[Bild:lcdmodul_8bit_schem.png|center|thumb|600px|8-Bit Ansteuerung. Quelle: Peter Fleury]]

====BASCOM-AVR Programm====
Das Programm zur Ansteuerung des Displays im 8-Bit Bus Mode.
<pre>
 $regfile = "8515def.dat"
 $crystal = 4000000

 TODO....

</pre>

====AVR-GCC Programm====
Die lcdlibrary von Peter Fleury unterstützt den 8-Bit Bus Mode

<pre>

  TODO....

</pre>

===4-Bit Ansteuerung (I/O Mode)===

Mit die häufigste Anbindungsart ist sicher die 4-Bit Ansteuerung. Dabei werden die Display-Daten Nibble-weise in den Display Speicher übertragen. Das ist zwar etwas langsamer als im 8-Bit Mode, das spielt aber kaum eine Rolle. Für diese Ansteuerung werden 6 Prozessor Ports benötigt. Die R/W Leitung des Displays kann man dabei einfach auf GND legen, dann ist aber keine Busy-Bit Abfrage möglich.

[[Bild:lcdmodul_4bit_schem.png|center|thumb|600px|4-Bit Ansteuerung]]

====BASCOM-AVR Programm====
Das Programm zur Ansteuerung des Displays im 4-Bit Mode.
<pre>
 $regfile = "m32def.dat"
 $crystal = 16000000

 Config Lcd = 20 * 4   'wir verwenden ein 4 x 20 Zeichen Display
 Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portc.0 , Db5 = Portc.1 , Db6 = Portc.2 , Db7 = Portc.3 , E = Portc.5 , Rs = Portc.4
 Config Lcdbus = 4
 
 Cls                'loesche das LCD Display
 Locate 1 , 1       'Cursor auf 1 Zeile, 1 Spalte 
 Lcd "Hello world." 'String auf Display anzeigen
</pre>

====AVR-GCC Programm====

<pre>

  TODO....

</pre>

===Ansteuerung über Porterweiterung===

Mit einem Porterweiterungs Baustein wie dem 74HC595 lassen sich weitere Prozessor-Ports einsparen. Diese Lösung kommt mit 4 Prozessor Ports aus, läßt man die Abfrage des Busy-Bits (PC5) weg, sogar nur mit 3 Prozessor Ports. Trotzdem wird das Display im 8-Bit Mode betrieben.

[[Bild:lcdmodul_portexp_schem.png|center|thumb|600px|Ansteuerung über Porterweiterung]]

====BASCOM-AVR Programm====

Das BASCOM Programm für diese Ansteuerung ist nicht ganz so einfach, da es nicht von der BASCOM Library unterstützt wird. Die Routinen zum Ansprechen des Displays muß man selbst coden.

<pre>

  TODO....

</pre>

====AVR-GCC Programm====

<pre>

  TODO....

</pre>

===Ansteuerung über I&sup2;C===

Nur 2 Prozessor Ports benötigt man bei der I&sup2;C-Ansteuerung. Dazu wird als I&sup2;C Porterweiterungs IC der PCF8574P benötigt.

[[Bild:lcdmodul_i2c_schem.png|center|thumb|600px|I&sup2;C-Ansteuerung]]

====BASCOM Programm====
Diese Ansteuerung basiert auf der Application Note AN#118 von MCS electronics. Dazu gibt es auch eine fertige Library zu BASCOM-AVR. damit können die gleichen Befehle zur Ansteuerung verwendet werden. Das BASCOM Programm, um das LCD-Modul über I&sup2;C anzusprechen, sieht dann so aus.
<pre>
 $lib "Lcd_i2c.lib"   'ersetzt die Standard LCD Library
 $regfile = "m32def.dat"
 $crystal = 16000000

 Const Pcf8574_lcd = &H40   'I2C Adresse 
 Config Scl = Portd.6       'I2C SCL Pin
 Config Sda = Portd.7       'I2C SDA Pin
 Dim _lcd_e As Byte
 _lcd_e = 128               'LCDim 4-Bit Mode betreiben

 Cls                'loesche das LCD Display
 Locate 1 , 1       'Cursor auf 1 Zeile, 1 Spalte 
 Lcd "Hello world." 'String auf Display anzeigen
</pre>

====AVR-GCC Programm====

<pre>

  TODO....

</pre>

===Ansteuerung über RS232===

Ebenfalls nur 2 Pins zur Ansteuerung benötigt die Lösung. Allerdings ist die serielle Schnittstelle bei Mikrocontrollern oft schon mit anderen Aufgaben belegt. Deshalb befindet sich meistens noch zusätzlich eine I&sup2;C-Bus Schnittstelle zur Ansteuerung auf dem Modul.

==Graphik-Displays==

In Mikrocontroller Anwendungen seltener anzutreffen sind Grafik-Displays. Da der Aufwand hier um einiges höher ist (jeder Pixel ist einzeln anzusteuern), kommen in der Praxis nur Grafik-Displays mit RS232 oder I&sup2;C-Bus Ansteuerung zum Einsatz. 

==Siehe auch==

* [[Bascom_und_LCD%27s|BASCOM und LCD's]]
* [[Portexpander_am_AVR|Portexpander am AVR]]
* [[AVR]]
* [[I2C|I&sup2;C-Bus]]

==Weblinks==

* [http://www.mcselec.com/index.php?option=com_content&task=view&id=82&Itemid=57 MCS electronics AN #118] - I&sup2;C LCD and Keyboard library
* [http://jump.to/fleury Peter Fleury's Homepage] - Interfacing a HD44780 Based LCD to an AVR, LCD library for HD44870 based LCD's

==Autore(en)==

[[Benutzer:m_a_r_v_i_n|m a r v i n]]

[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Robotikeinstieg]]
[[Kategorie:Quellcode_Bascom]]