Utilização de um display de LCD 2x16 em linguagem C.

1. Leitura de teclas e teclado matricial
Prof.MSc.Rodrigo Maximiano Antunes de Almeida
Universidade Federal de Itajubá
rodrigomax@unifei.edu.br
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

2. Teclado
Revisão
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

3. Leitura de Teclas
Debounce
• Problema de bouncing
• Causado pela oscilação mecânica da chave
• Pode gerar acionamentos indevidos no sistema
• Soluções
• Via hardware através de circuito dedicado
• Via software através de confirmação temporal
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

4. Leitura de Teclas
Debounce
Circuito com bouncing
http://www.labbookpages.co.uk/electronics/debounce.html - Dr. Greensted
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

5. Leitura de Teclas
Debounce
1 void main(void) interrupt 0 {
2 unsigned char valTemp, valAtual, tempo;
3 //inserir as configurações necessárias aqui
4 for(;;){
5 while(valAtual==PORTB); //aguarda uma mudança na porta B
6 valTemp = PORTB; //na mudança, aguarda um tempo
7 tempo = 22;
8 while (tempo > 0) {
9 if (valTemp == PORTB) { // se não mudar continua a contar
10 tempo--;
11 } else {
12 valTemp = PORTB; // se mudar, atualiza e reinicia
13 tempo = 22;
14 }
15 }
16 valAtual = valTemp; //valor atualizado;
17 //Aqui a variável está pronta para ser usada
18 }
19 }
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

6. Leitura Matricial
Circuito básico
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

7. Leitura Matricial
Processo de Varredura
1 //processo de varredura
2
3 for(i = 0; i < 2; i++){
4 PORTB = 0xff; //liga todas as colunas
5 for(j = 0; j < 100; j++);
6 BitClr(PORTB,i); //desliga coluna a ser testada
7 for(j = 0; j < 100; j++); //gasta tempo (garantir estabilidade)
8 for(j = 0; j < 4; j++){
9 if (!BitTst(PORTB,j+4)){ //realiza o teste para cada bit
10 chave[i][j] = 1; //atualiza a matriz
11 BitSet(PORTD,j+4*i); //mostra na porta D
12 }else{
13 chave[i][j] = 0;
14 BitClr(PORTD,j+4*i);
15 }
16 }
17 }
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

8. Display de LCD
Display de LCD
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

9. Display de LCD
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

10. Display de LCD
• Display de LCD
• Utiliza-se do conceito de polarização da luz para formar a
imagem
• Os pixels são formados por retenção de luz 1
• Geralmente possue um microcontrolador integrado
• São encontrados em formato de 7 segmentos ou matricial 2
• No formato matricial é possivel representar as letras, números
e diversos simbolos
1
No caso dos displays com leds, os pixels são formados por emissão de luz.
2
Os formatos matriciais mais comuns são 5x7 e 5x8
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

11. Display de LCD
• Este tipo de display pode ser visto como uma solução de
exibição completa:
• O microcontrolador faz o papel da placa de vídeo
• O display faz o papel do monitor
• A comunicação é feita através de um barramento paralelo
• O barramento é comandado por 3 sinais de controle
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

12. Display de LCD
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

13. Display de LCD
1 Terra 9 Bit 2
2 VCC (+5V) 10 Bit 3
3 Ajuste do contraste 11 Bit 4
4 Seleção de registro(RS) 12 Bit 5
5 Read/Write (RW) 13 Bit 6
6 Clock, Enable (EN) 14 Bit 7
7 Bit 0 15 Backlight +
8 Bit 1 16 Backlight Gnd
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

14. Display de LCD
Atenção
Cuidado com a pinagem do display. O que está em uso na aula é
15, 16, 1, 2, ... 14. Os pinos não estão em ordem. A
troca/substituição do display tem que ser realizada com atenção
pois a placa está pronta para receber apenas esse tipo de display.
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

15. Display de LCD
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

16. Display de LCD
• Rotina para envio de dados/comando para o LCD
• Para comando RS = 0; Para dados RS = 1;
• Habilitar a escrita (RW=1) ou leitura (RW=0)
• Acionar terminal EN (enable)
• Delay para o LCD entender o comando
• Desabilita o terminal EN
• Retorna os terminais (RW e RS) para nível baixo 3
3
Para melhor uso é interessante retornar os terminais para o valor que
tinham antes de chamar a rotina, já que eles estão multiplexados com outros
dispositivos
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

17. Display de LCD
http://www.sparkfun.com/datasheets/LCD/HD44780.pdf - Datasheet Hitachi
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

18. Display de LCD
http://www.sparkfun.com/datasheets/LCD/HD44780.pdf - Datasheet Hitachi
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

19. Display de LCD
Formação dos comandos para controle do LCD:
Dados (bit) Tempo
Instrução RS RW
7 6 5 4 3 2 1 0 (máx.)
Limpa 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 37 us
Reset 0 0 0 0 0 0 0 0 1 - 1.5ms
Config. 0 0 0 0 0 0 0 1 ID S 37 us
Config. 0 0 0 0 0 0 1 D C B 37 us
Movim. 0 0 0 0 0 1 SC RL - - 37 us
Config. 0 0 0 0 1 DL N F - - 37 us
Move(l,c) 0 0 1 X 0 0 Coluna 37 us
Ocup. 0 1 BF - - - - - - - 10 us
http://www.sparkfun.com/datasheets/LCD/HD44780.pdf - Datasheet Hitachi
(Modificado)
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

20. Display de LCD
• Definições:
• ID: 1 – Incrementa, 0 – Decrementa
• S: 1 – O display acompanha o deslocamento
• SC: 1 – Desloca o display, 0 – Desloca o cursor
• RL: 1 – Move para direita, 0 – Move para esquerda
• DL: 1 – 8 bits, 0 – 4 bits
• N: 1 – 2 linhas, 0 – 1 linha
• F: 1 – 5x10 pontos, 0 – 5x8 pontos
• BF: 1 – Ocupado, 0 – Disponível
• X: 1 – 2a linha, 0 – 1a linha
• Coluna: nibble indicativo da coluna
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

21. Display de LCD
• Desenvolvimento da biblioteca
• Criação de rotinas de delay (2ms e 40us)
• Função para enviar comandos
• Função para enviar dados
• Função de inicialização
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

22. Display de LCD
1 #include "lcd.h"
2 #include "basico.h"
3 #define RS 0
4 #define EN 1
5 #define RW 2
6
7 void Delay40us(void){
8 //para um cristal de 8MHz cada instrução
9 //gasta 0,5 us: 40/0,5 = 80 instruções
10 unsigned char i;
11 //3 + 3 * 25 = 78
12 for(i=0; i < 25; i++);
13 }
14
15 void Delay2ms(void){
16 unsigned char i;
17 for(i=0; i < 200; i++)
18 {
19 Delay40us();
20 }
21 }
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

23. Display de LCD
1 void EnviaComando(unsigned char cmd){
2 BitClr(PORTE,RS); //comando
3 BitClr(PORTE,RW); // habilita escrita
4 PORTD = cmd;
5 BitSet(PORTE,EN); //habilita leitura
6 Delay2ms();
7 BitClr(PORTE,EN); //termina leitura
8 BitClr(PORTE,RS); //deixa em nível baixo
9 BitClr(PORTE,RW); //deixa em nível baixo
10 Delay2ms();
11 }
12
13 void EnviaDados(unsigned char valor){
14 BitSet(PORTE,RS); //dados
15 BitClr(PORTE,RW); // habilita escrita
16 PORTD = valor;
17 BitSet(PORTE,EN); //habilita leitura
18 Delay40us();
19 BitClr(PORTE,EN); //termina leitura
20 BitClr(PORTE,RS); //deixa em nível baixo
21 BitClr(PORTE,RW); //deixa em nível baixo
22 Delay40us();
23 }
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

24. Display de LCD
1 void InicializaLCD(void){
2 Delay2ms(); // garante inicialização do LCD
3 Delay2ms();
4 Delay2ms();
5 Delay2ms();
6 Delay2ms();
7 // configurações de direção dos terminais
8 BitClr(TRISE,RS); //RS
9 BitClr(TRISE,EN); //EN
10 BitClr(TRISE,RW); //RW
11 TRISD = 0x00; //dados
12 ADCON1 = 0b00001110;
13 //configura o display
14 EnviaComando(0x38); //8bits, 2 linhas, 5x8
15 EnviaComando(0x06); //modo incremental
16 EnviaComando(0x0F); //display, cursor e blinking ON
17 EnviaComando(0x03); //zera contadores internos
18 EnviaComando(0x01); //limpar display
19 EnviaComando(0x80); //posição inicial
20 }
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

25. Display de LCD
1 #ifndef LCD_H
2 #define LCD_H
3 void EnviaComando(unsigned char cmd);
4 void EnviaDados(unsigned char valor);
5 void InicializaLCD(void);
6 #endif //LCD_H
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

26. Display de LCD
1 #include "basico.h"
2 #include "config.h"
3 #include "lcd.h"
4
5 //inicio do programa
6 void main(void) interrupt 0
7 {
8 unsigned int i,j;
9 char msg[] = "Hello World!";
10 InicializaLCD();
11 for(i=0;i<11;i++)
12 {
13 EnviaDados(msg[i]);
14 for(j = 0; j < 65000; j++);
15 }
16 for(;;);
17 }
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

27. Teclado
Desenhando imagens no LCD
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

28. Display de LCD
• A maioria dos LCD’s permite a criação de caracteres
customizados
• Para os display’s compatíveis com a controladora HD44780:
• 8 caracteres disponíveis
• Formato binário e matricial de 8*5
• Armazenados a partir do endereço 0x40
• Os valores são salvos por linha de caracter
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

29. Display de LCD
0x40
Caracter 0
0x47
0x50 1a linha 0x04
0x48
Caracter 1 0x51 2a linha 0x0E
0x4F
0x52 3a linha 0x0E
0x50
Caracter 2 0x53 4a linha 0x0E
0x57
0x54 5a linha 0x0E
... 0x55 6a linha 0x1F
0x56 7a linha 0x00
0x70
Caracter 6 0x57 8a linha 0x04
0x77
0x78
Caracter 7
0x7F Apenas 5 bits por linha!
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

30. Display de LCD
1 //Cada linha é representada por um caracter
2 char sino[8] =
3 {0x04, 0x0E, 0x0E, 0x0E, 0x0E, 0x1F, 0x00, 0x04};
4
5 //Configura para a primeira posição de memória
6 EnviaComando(0x40);
7
8 //Envia cada uma das linhas em ordem
9 for(i=0; i<8; i++){
10 EnviaDados(sino[i]);
11 }
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

31. Display de LCD
• É possível criar um desenho/imagem de até 40*16 pixels (4*2
caracteres)
• A imagem será binária, apenas pixels brancos ou pretos
• Existe uma separação entre os caracteres, que pode prejudicar
de certa maneira a imagem em questão
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

32. Display de LCD
• Passos para geração de uma imagem:
• 1 - Criar uma imagem binária com o desenho desejado;
• 2 - Segmentar a imagem em retângulos de 8x5;
• 3 - Transcrever cada linha em binário/hexadecimal;
• 4 - Gerar o código fonte.
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

33. Display de LCD
1 - Criar uma imagem binária com o desenho desejado;
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

34. Display de LCD
2 - Segmentar a imagem em retângulos de 8x5;
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

35. Display de LCD
3 - Transcrever cada linha em binário/hexadecimal;
0x01 0 0 0 0 1 0x11 1 0 0 0 1 0x10 1 0 0 0 0
0x03 0 0 0 1 1 0x1F 1 1 1 1 1 0x18 1 1 0 0 0
0x03 0 0 0 1 1 0x00 0 0 0 0 0 0x18 1 1 0 0 0
0x0E 0 1 1 1 0 0x01 0 0 0 0 1 0x0E 0 1 1 1 0
0x1C 1 1 1 0 0 0x1F 1 1 1 1 1 0x07 0 0 1 1 1
0x18 1 1 0 0 0 0x12 1 0 0 1 0 0x03 0 0 0 1 1
0x08 0 1 0 0 0 0x14 1 0 1 0 0 0x02 0 0 0 1 0
0x08 0 1 0 0 0 0x1F 1 1 1 1 1 0x02 0 0 0 1 0
0x08 0 1 0 0 0 0x12 1 0 0 1 0 0x02 0 0 0 1 0
0x18 1 1 0 0 0 0x14 1 0 1 0 0 0x03 0 0 0 1 1
0x1C 1 1 1 0 0 0x1F 1 1 1 1 1 0x07 0 0 1 1 1
0x0E 0 1 1 1 0 0x08 0 1 0 0 0 0x0E 0 1 1 1 0
0x03 0 0 0 1 1 0x00 0 0 0 0 0 0x18 1 1 0 0 0
0x03 0 0 0 1 1 0x1F 1 1 1 1 1 0x18 1 1 0 0 0
0x01 0 0 0 0 1 0x11 1 0 0 0 1 0x10 1 0 0 0 0
0x00 0 0 0 0 0 0x00 0 0 0 0 0 0x00 0 0 0 0 0
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

36. Display de LCD
4 - Gerar o código fonte.
1 //Cada linha é representada por um caracter
2 char unifei[48] = {
3 0x01, 0x03, 0x03, 0x0E, 0x1C, 0x18, 0x08, 0x08, //0,0
4 0x11, 0x1F, 0x00, 0x01, 0x1F, 0x12, 0x14, 0x1F, //0,1
5 0x10, 0x18, 0x18, 0x0E, 0x07, 0x03, 0x02, 0x02, //0,2
6 0x08, 0x18, 0x1C, 0x0E, 0x03, 0x03, 0x01, 0x00, //1,0
7 0x11, 0x1F, 0x00, 0x01, 0x1F, 0x12, 0x14, 0x1F, //1,1
8 0x02, 0x03, 0x07, 0x0E, 0x18, 0x18, 0x10, 0x00 //1,2
9 };
10
11 EnviaComando(0x40); //Configura para a primeira posição de memór
12 //Envia cada uma das linhas em ordem
13 for(i=0; i<48; i++){
14 EnviaDados(unifei[i]);
15 }
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial

37. Display de LCD
Resultado:
ELT024 Leitura de teclas e teclado matricial