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제9장 8051 활용- 2강 4. LCD(liquid crystal display) 디스플레이 제어 LCD 는 하드웨어 장치를 이용하여 작업을 수행할 때 눈으로 각 장치의 상태변화를 확인하기위해 7-세그먼트와 함께 산업체에서 가장 많이 사용되는 디스플레이 장치이다. 최근에는 LCD 기술의 도약적인 발전으로 퍼스널 컴퓨터의 모니터에서 가전제품인 TV, 냉장고, 오디오등으로 그 응용분야가 광범위하게 확대되었다. 우리가 실험하려는 LCD 는 디스플레이부와 컨트롤러부가 통합되어 하나의 모듈화되어 있는 LCD 모듈을 이용하여 기본적인 LCD 제어기술을 습득하고자 한다. 보통 시중에서 많이 판매되는 히다찌(HITACH)의 16문자 2라인 형식의 HD4478U를 내장하고 있는 모듈로 내용을 기술할 것이다.  인스트럭션 레지스터(IR)CD 모듈의 환경을 어떻게 사용할 것인가를 정의하고 데이터 레지스터(DR)은 LCD 모듈의 글자를 나타내기 위한 데이터 값이 들어 있는 레지스터 이다. ※ HD4478U를 내장하고 있는 모듈의 특징요약 - 4비트, 8비트의 마이크로프로세서와 인터페이스 가능 - 5 x 8, 5 x 10 도트의 디스플레이 가능 - 80 x 8 비트의 디스플레이 RAM(D.D RAM : 최대 80글자) - 240 폰트를 위한 9,920비트의 글자 발생기 ROM(C.G ROM) - 64 x 8 비트 글자 발생기 RAM(C.G RAM) - + 5 volt 단일 전원 4-1. LCD 의 핀 기능 RS(Register Selcet ; No 4) 입력단자로 LCD 의 제어명령/데이터 입력 제어신호를 설정 - “ 0 ”이면 인스트럭션 입력 설정 (IR 선택) - “ 1 ”이면 데이터 입력 설정(DR 선택) 4-1-1. E(Enable ; No 6) 입력단자로 LCD를 동작하게 한다 - “ 0 ”이면 LCD 동작정지 - “ 1 ”이면 LCD 동작 4-1-2. R/W(Read/Write ; No 5) 입력단자로 액정 표시 모듈에 데이터 혹은 명령을 읽기, 쓰기 할 때 사용한다 - “ 0 ”이면 쓰기동작 (CPU에서 LCD 로) - “ 1 ”이면 일기동작 (LCD에서 CPI 로) 4-1-3. D0 ～ D7(Data Bus ; No 7 ～ No 14) CPU 와 LCD 사이의 데이터를 주고 받기 위한 단자 (만약 4 BIT로만 사용시에는 D4 ～ D7 만을 이용한다) 4-1-4. VDD(No 1) LCD 의 전원을 인가하는 단자 +5 volt 연결 4-1-5. VSS(No 2) LCD 의 전원을 인가하는 단자 0 volt 연결 4-1-6. VL(No 3) LCD 의 밝기를 조절하는 단자  4-2. LCD 모듈의 내부 구성 4-2-1. 레지스터(Register) LCD 컨트롤러(HDD44780U)에는 IR 과 DR , 즉 두 개의 레지스터가 존재하는데 이들은 LCD 모듈의 4번핀인 RS(Register Select)신호단자에 의하여 어떤 신호가 인가되는지에 따라 선택된다 4-2-1-1. IR(Instruction Register) : CPU 로부터 써 넣기만 가능 - LCD 화면 Clear, 커서 쉬프트, 글자 ON\OFF 제어등., - 표시 데이터 RAM(D,D RAM)과 글자 제네레이터 RAM(C.G. RAM)의 표시를 위한 어드레스 정보를 저장 4-2-1-2. DR(Data Register) : - D,D RAM 또는 C,G RAM 에 써넣기 위한 데이터를 저장하거나 D,D RAM 혹은 C,G, RAM 으로부터 읽혀진 데이터가 일시적으로 저장되는 레지스터 4-2-2. 비지 플래그(Busy Flag ; BF) 연속적으로 LCD 모듈에 제어명령이 입력될 때 LCD 모듈이 처리할 수 있는가를 나타내는 상태표시 - BF = 0 : 다음 인스트럭션을 써 넣을 수 있다. - BF = 1 : HD44780U 는 내부동작모드이므로 제어명령은 받아 질 수 없다 4-2-3. 어드레스 카운터(Address Counter ; AC) D,D RAM 과 C,G RAM 에 어드레스를 할당한다.  4-2-4. 표시 데이터 램(Display Data RAM ; D,D RAM) 8 bit의 문자코드에 대응되는 디스플레이 데이터를 저장한다. 용량은 80 x 8 bit 혹은 80문자이다.  4-2-5. 문자 제너레이터 ROM(Charactor Generator ROM ; C,G ROM) 8 bit 문자코드로부터 208개의 5 x 8도트 혹은 32개의 5 x10도트의 문자패펀을 발생한다. 4-2-6. 문자 제너레이터 RAM(Charactor Generator RAM ; C,G RAM) 사용자가 프로그램에 의해 문자패턴을 만들경우에 사용되는 RAM 영역으로 5 x 8도트의 문자패턴을 만들경우는 최대 8 종류의 패터을 만들 수 있고 5 x 10도트의 경우는 4종류의 문자패턴을 만들 수 있다. 4-3. LCD 인스트럭션  -I/D : D,D RAM 의 어드레스의 인크리먼트(증가 :I/D=1)혹은 디크리먼트(감소 :I/D=0) - S : 글자가 표기된 전체 디스플레이를 좌, 우로 이동시키기 위한 변수 - S = 1, I/D = 1 : 좌_쉬프트 - S = 1, I/D = 0 : 우_쉬프트 4-3-4. 디스플레이 ON/OFF 제어(Display on/off control) D3 번 비트가 1인 경우로 전체 디스플레이(D)의 on/off 제어, 커서(C)의 on/off 제어, 그리고 커서위치에 있는 문자를 깜박(B)이게 하는 기능을 한다. 실행시간은 37μs 이므로 시간지연이 필요하다.  4-3-5. 커서 디스플레이 쉬프트(Cursor display shift) D4 번 비트가 1인 경우로 DD RAM 의 내용을 변화하지 않는 상태에서 커서를 움직이게 하고 글자가 표기되는 디스플레이 부분을 쉬프트 하기 위한 명령어  4-3-6. 기능 설정(Function Set) D5 번 비트가 1인 경우로 LCD를 사용하기 전에 우선되어야 할 LCD 의 쵝화를 설정하기 위한 방법을 나타낸다.    ================================================================== < LCD 의 범용 구동 프로그램 > /* LCD 초기화(Initial) 프로그램 */ void lcd_init() { write_XDATA(LCDIR,0x38); /* IR -> 0011 1000b */ ddelay(1000); write_XDATA(LCDIR,0x38); /* IR -> 0011 1000b */ ddelay(1000); write_XDATA(LCDIR,0x38); /* IR -> 0011 1000b */ ddelay(1000); write_XDATA(LCDIR,0x0e); /* IR -> 0011 1110b */ ddelay(300); write_XDATA(LCDIR,0x02); /* IR -> 0011 0010b : Home return */ ddelay(300); write_XDATA(LCDIR,0x01); /* IR -> 0011 0001b : Clear */ ddelay(300); } /* 한 글자만을 표현하는 프로그램 */ void char_out(char s) { int i; write_XDATA(LCDDR,s); for(i=0;i<100;i++); } /* 여러글자를 한번에 표현하는 프로그램 */ void string_out(char *str) { int i=0; do{ char_out(str[i]); }while(str[++i]!=0); } /* 원하는 글자를 좌표의 개념으로 Position 하는 프로그램 */ void x_y_position(char x,char y) { int i; unsigned char position; if(y>1)y=1; /* y값이 참(y=1)이면 x + 0xc0이 포지션으로 */ if(x>15)x=15; /* y값이 거짓이면(y=0)이면 x + 0x80이 포지션으로 */ position=y ? x+0xc0 : x + 0x80; /* a = b ? c 연산자의 이해 */ write_XDATA(LCDIR,position); /* 위치결정 */ for(i=0;i<100;i++); }  /* 글자의 좌측 또는 우측 이동 프로그램 */ void display_shift(char p) { int i; if(p==RIGHT) write_XDATA(LCDIR,0x1c); /* 0001 1100b */ else if(p==LEFT) write_XDATA(LCDIR,0x18); /* 0001 1000b */ for(i=0;i<100;i++); } /* 커서만 좌측 또는 우측 이동 프로그램 */ void cursor_shift(char p) { int i; if(p==RIGHT) write_XDATA(LCDIR,0x14); /* 0001 0100b */ else if(p==LEFT) write_XDATA(LCDIR,0x10); /* 0001 0000b */ for(i=0;i<100;i++); } /* 디스플레이, 커서, 커서깜빡임의 기능 프로그램 */ void on_off_display(a,b,c) unsigned char a,b,c; { int i; unsigned char standard=0x08; /* standard 값 -> 0000 1000b */ if(a==ON) a=0x04; /* a값이 on 이면 a값은 0000 0100b */ else a=0x00; if(b==ON) b=0x02; /* b값이 on 이면 b값은 0000 0010b */ else b=0x00; if(c==ON) c=0x01; /* c값이 on 이면 c값은 0000 0001b */ else c=0x00; /* standard, a, b, c 값을 or 하면서 설정된 외부장치의 번지(LCD 쪽으로)로 데이터가 데이터 라인으로 전송 */ write_XDATA(LCDIR,standard|a|b|c); for(i=0;i<100;i++); } /* 모든 글자는 원위치하면서, 커서와 디스플레이 부분만 처음위치로 전송하는 프로그램 */ void cursor_home() { int i; write_XDATA(LCDIR,0x02); /* 0000 0010b */ for(i=0;i<100;i++); } /* 디스플레이 부분에 표현된 글자를 지우는 프로그램 */ void lcd_clear() { int i; write_XDATA(LCDIR,0x01); for(i=0;i<100;i++); }  /***********************************************************************/ /* 8051을 이용한 LCD Display */ /***********************************************************************/ /* 알고리즘 : 8051의 Data bus를 이용하여 LCD 를 구동함 */ #include #define read_CODE(address) (((char *)0x020000)[address]) #define read_XDATA(address) (((char *)0x010000)[address]) #define write_xdata(address,value) (((char *)0x010000)[address]=value) #define LCDIR 0x7600 /* IR Address 할당 */ #define LCDDR 0x7601 /* DR Address 할당 */ #define RIGHT 1 #define LEFT 2 #define ON 1 #define OFF 2 void ddelay(int p) /* 시간지연 함수(_정밀) */ { int i; for(i=0;i void delay(int p) /* 시간지연 함수(_일반) */ { int i,j; for(j=0;j void lcd_init() { write_XDATA(LCDIR,0x38); ddelay(1000); write_XDATA(LCDIR,0x38); ddelay(1000); write_XDATA(LCDIR,0x38); ddelay(1000); write_XDATA(LCDIR,0x0e); ddelay(300); write_XDATA(LCDIR,0x02); ddelay(300); write_XDATA(LCDIR,0x01); ddelay(300); } void char_out(char s) { int i; write_XDATA(LCDDR,s); for(i=0;i<100;i++); } void string_out(char *str) { int i=0; do{ char_out(str[i]); }while(str[++i]!=0); } void x_y_position(char x,char y) { int i; unsigned char position; if(y>1)y=1; if(x>15)x=15; position=y ? x+0xc0 : x + 0x80; write_XDATA(LCDIR,position); for(i=0;i<100;i++); } void display_shift(char p) { int i; if(p==RIGHT) write_XDATA(LCDIR,0x1c); else if(p==LEFT) write_XDATA(LCDIR,0x18); for(i=0;i<100;i++); } void cursor_shift(char p) { int i; if(p==RIGHT) write_XDATA(LCDIR,0x14); else if(p==LEFT) write_XDATA(LCDIR,0x10); for(i=0;i<100;i++); } void on_off_display(a,b,c) unsigned char a,b,c; { int i; unsigned char standard=0x08; if(a==ON) a=0x04; else a=0x00; if(b==ON) b=0x02; else b=0x00; if(c==ON) c=0x01; else c=0x00; write_XDATA(LCDIR,standard|a|b|c); for(i=0;i<100;i++); } void cursor_home() { int i; write_XDATA(LCDIR,0x02); for(i=0;i<100;i++); } void lcd_clear() { int i; write_XDATA(LCDIR,0x01); for(i=0;i<100;i++); } void main(void) { int i; while(1) { lcd_init(); x_y_position(0,0); string_out("Hi ! (영문이름)"); x_y_position(0,1); string_out("ROBOT"); delay(10); for(i=0;i<15;i++) { display_shift(RIGHT); ddelay(2); if(i>9)display_shift(LEFT); ddelay(2); } lcd_clear(); x_y_position(0,0); string_out("I LOVE ROBOT !"); on_off_display(OFF,ON,ON); ddelay(5); on_off_display(ON,ON,ON); ddelay(5); cursor_home(); } } |
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