Z důvodu ceny se nejčastěji používají monochromatické grafické displeje od rozlišení 97 x 32 bodů až po VGA. Následující text by vám měl pomoci zorientovat se nejen v nabídce displejů ELATEC ale v grafických displejích obecně.
Základní vlastnosti grafických displejů
Technologie výroby grafických LCD displejů
- Dobrých optických parametrů lze dosáhnout technologií STN, která se používá např. v řádkových LCD.
- Podstatně vyšší kontrast při jen mírně vyšších nákladech nabízí modernější technologie FSTN. Jde o black & white zobrazení, kde je téměř černý nebo temně modrofialový bod umístěn na bílém podsvíceném podkladu.
Pokud budete mít možnost porovnávat dva stejné displeje s technologií STN a FSTN, určitě nebudete nad brilantním FSTN displejem váhat.
Podsvícení může být realizováno v podstatě třemi způsoby :
- Oblíbené je podsvícení žlutozelenými diodami LED. Výhodou je jednoduché napájení a jas, který lze snadno regulovat. Nevýhodou pak vysoký odběr a menší jas podsvícení a tím i menší kontrast zobrazení. V poslední době se objevují podsvícení s vysoce svítivými bílými LED, se kterými lze dosáhnout přiměřeného jasu podsvícení při přijatelné spotřebě. Životnost podsvícení s LED se udává kolem 100.000 hodin.
- Nejvyššího jasu podsvícení a kontrastu se dosáhne použitím CCFL výbojky, která svítí zářivě bíle. Nezbytností je použití napěťového invertoru. Právě kombinací FSTN technologie a CCFL podsvícení lze dosáhnout nejkontrastnějšího zobrazení. Životnost podsvícení je asi 20.000 hodin.
- Posledním méně používaným způsobem podsvícení je EL folie, která pro svou funkci vyžaduje rovněž napěťový invertor. Nevýhodou je poměrně malá životnost a navíc jas neustále klesá – po 3 - 5 tisících provozních hodinách asi na polovinu.
Teplotní vlastnosti
Grafické LCD displeje se vyrábějí buď v komerčním (obvykle 0 až 50 °C) nebo průmyslovém (-20 až 70 °C) pracovním teplotním rozsahu. Displeje používané pod dolní hranicí teplotního rozsahu zpomalují svou reakci až zcela „zamrznou“ a trvale zobrazují poslední hodnotu. Tento proces je obvykle vratný. Pokud se displeje používají nad horní hranicí teplotního rozsahu, klesá kontrast až displej úplně zčerná a je nečitelný. Některé LCD mají integrován budič záporného napětí nutný pro nastavování kontrastu.
Řadiče grafických displejů
Grafické displeje jsou řízeny řadiči s různým stupněm inteligence. Grafický displej je v podstatě oblast malých bodů, které buď svítí nebo nesvítí. Množství bodů (pixelů) v řádcích a sloupcích udává rozlišení displeje např.: 128 x 64, 240 x 128 nebo 320 x 240. Velikost jednotlivých bodů pak udává jemnost zobrazení.
Zobrazení potřebného obrazce na displeji se provede rozsvícením příslušných bodů na dané zobrazovací ploše. Rozsvícení jednotlivých bodů ve většině případů zajišťuje řadič displeje, který je integrován na plošném spoji. Často užívanými řadiči jsou např. KS107 a KS108 od firmy Samsung, které umožňují obsluhovat displeje do velikost 128 x 64 bodů, a Toshiba T6963 obsluhující displeje od 128 x 64 bodů až po 240 x 128 bodů. Pro displeje s větším rozlišením se používá např. EPSON SED1335, který obsluhuje displeje až do rozlišení 640 x 256 bodů. Z důvodu velkých tlaků na cenu se vyrábějí i displeje bez řadičů, kde řízení všech bodů displeje musí zajistit externí elektronická jednotka.
Samsung KS107
Displeje s rozlišením 128 x 64 bodů bývají často osazeny řadiči Samsung KS107. Tyto řadiče nevynikají žádnou velkou inteligencí, umožňují jen zobrazit na displeji body zapsané do paměti řadiče. Pro obsluhu celé plochy displeje jsou použity řadiče dva.
Obr. 1 – Mapování paměti displeje EL 12864
Displej je rozdělen na dvě poloviny a každá je řízena jedním z řadičů. Tím vzniknou dvě oblasti, kde každá z nich je dále rozdělena na 8 stránek po 64 bytech viz obr.1.
Každý bit paměti řadiče udává, zda daný bod displeje svítí nebo nesvítí. Data je třeba do paměti uložit tak, aby se na displeji rozsvítil požadovaný obrazec. Každý řadič je nutno obsluhovat zvlášť a k tomuto účelu slouží signály CS0 a CS1, které udávají s kterou částí displeje se právě pracuje.
Obr.2 – Základní připojení displeje s řadičem KS107 k procesorům rodiny ‘51
Schéma na obr. 2 ilustruje připojení displeje k mikroprocesoru rodiny `51. Signál E slouží k zápisu do displeje, signál D/I určuje, zda se do displeje zapisují data nebo příkazy a signály CS0, CS1 slouží k výběru obsluhované poloviny.
Vývojový diagram na obr. 3 netestuje příznak busy, který není potřeba testovat, pokud je displej připojen na I/O piny procesoru a při zápisu dat je dodržena potřebná prodleva. Pokud se displej připojí na datovou sběrnici mikroprocesoru a mapuje se do paměťové oblasti, je zapotřebí ošetřit i příznak busy.
Inicializační řetězec může vypadat například takto:
0xc0 - Specifikuje řádku v RAM, která bude zobrazena v horní části displeje. Nyní je to řádka 0.
0x40 - Adresy sloupců. Specifikuje jeden ze 64 sloupců. Nyní nastaveno na 0.
0xb8 - Specifikuje adresu použité stránky jedné z osmi. Nyní je nastaveno na 0.
0x3f - Display on/off. 0x3f rozsvítí displej a 0x3e ho zhasne.
Tyto příkazy je nutno zapsat do obou řadičů při jejich počáteční inicializaci. Podrobný způsob řízení displeje je popsán v dokumentaci k řadiči.
Obr.3 – Vývojový diagram pro programování displeje s řadičem KS107
Toshiba T6963C
Oblíbeným inteligentním řadičem je Toshiba T6963C. Tento řadič je navržen tak, aby mohl být přímo připojen na datovou 8-bitovou sběrnici mikroprocesoru. Řadič T6963C může obsluhovat externí paměť RAM až do velikosti 64 KB a řídit displeje s rozlišením od 128 x 64 bodů do 240 x 128 bodů. Externí paměť slouží k ukládání dat pro displej a je rozdělena na 3 základní oblasti: textovou, grafickou a CG RAM. Řadič disponuje vlastním znakovým generátorem a je možné jej používat i v textovém režimu. K tomuto účelu slouží textová oblast paměti. Samozřejmě pro ty, kteří chtějí využívat vlastní znaky v textovém režimu, existuje možnost si tyto znaky naprogramovat a uložit do CG RAM. Princip programování vlastních znaků je podobný jako u klasických řádkových LCD displejů. Každý byte reprezentuje v grafické paměti 8 pixelů (bodů) displeje (viz obr. 4). Ty jsou buď rozsvíceny nebo zhasnuty v závislosti na obsahu grafické části paměti.
Obr.4 – Mapování grafických bodů displeje do paměti připojené k řadiči T6963C
Uživatel má tedy k dispozici dvě oblasti: textovou a grafickou a může tyto oblasti zobrazovat v různých módech např.: OR, AND nebo EXOR. Všechny oblasti tak mohou být zobrazeny najednou. Řadič T6963 umí sice paměť rozdělit až na 4 oblasti, které může prolínat mezi sebou, výrobci displejů však ve většině případů neosazují celých 64 Kb paměti, ale jen část postačující pro daný typ displeje.
Na dalším obrázku je znázorněno nejjednodušší připojení displeje s řadičem T6963 k mikroprocesorům řady `51. Zapojení je pro jednoduchost navrženo jako „pin to pin“. Výhodnější je připojení displeje k datové sběrnici procesoru a namapování do externího adresovacího prostoru.
Obr. 5 – Základní připojení displeje s řadičem T6963C k procesorům z rodiny ‘51
Nejdříve je nutno provést inicializaci řadiče. Po zapnutí napájení se doporučuje provést RESET alespoň 2 µs, a pak do řadiče zapsat inicializační řetězec. To znamená vyhrazení určité oblasti v paměti pro grafická data, určité oblasti pro text, výběr fontu pro textovou oblast (8x8 nebo 7x5 bodů) a nastavení módu zobrazování displeje.
| Příkaz | Kód | Parametry | Funkce |
|---|---|---|---|
| TEXT HOME ADDRESS | 40h | 00h, 00h | Začátek textové oblasti paměti displeje na adrese 00h |
| TEXT AREA | 41h | 1eh, 00h | Počet znaků na řádek 240/8=30=1eh pro znaky FS=0 nebo 28h pro znaky při FS=1 |
| (240x128, 240x64) | |||
| 14h, 00h | Počet znaků na řádek 160/8=20=14h pro znaky FS=0 nebo 1ah pro znaky při FS=1 | ||
| (160x128) | |||
| 10h, 00h | Počet znaků na řádek 128/8=16=10h pro znaky FS=0 nebo 15h pro znaky při FS=1 | ||
| (128x128) | |||
| GRAPHIC HOME ADDRESS | 42h | 00h, 02h | Začátek textové oblasti paměti displeje na adrese 200h |
| GRAPHIC AREA | 43h | 1eh, 00h | Délka řádky v pixelech 240/8=30=1eh |
| (240x128, 240x64) | |||
| 14h, 00h | Délka řádky v pixelech160/8=20=14h | ||
| (160x128) | |||
| 10h, 00h | Délka řádky v pixelech128/8=16=10h | ||
| (128x128) | |||
| MODE SET | 81h | Textový mód EXOR | |
| ADDRESS POINTER SET | 24h | 00h, 00h | Umístění adresového ukazatele na místo kde budete číst či zapisovat |
| DISPLAY MODE SET | 98h | Zobrazení textu vypnout, grafickou oblast zapnout |
Na vývojovém diagramu je znázorněna metodika programování displeje s řadičem T6963C. Po inicializaci řadiče se provede naplnění paměti displeje zobrazovanými daty a na konci se tato data zobrazí. Při aktualizaci zobrazení pak již není nutno přepisovat celou paměť, postačí aktualizovat tu část, kde se má zobrazení změnit.
 |
 |
EPSON SED 1335
U displejů s rozlišením 320 x 240 bodů se lze setkat s řadičem EPSON SED 1335 nebo OKI MSM 6255/6355, které jsou kompatibilní. Princip použití řadiče je obdobný jako u předchozího T6963C. Řadič je možno přepnout jak do textového nebo grafického módu, tak i do jejich kombinace s možností nastavení způsobu prolínání. Kromě funkcí známých z řadiče T6963C jsou zde některé funkce navíc, např. vertikální či horizontální rolování obrazu, řízení velikosti, tvaru a pohybu kurzoru, automatické plnění paměti danou hodnotou, možnost používat zobrazovací vrstvy a následně je prolínat atd..
Před zápisem zobrazovaných dat do LCD je třeba nejprve provést inicializaci řadiče. Inicializaci je vhodné provést okamžitě po zapnutí napájení, aby se na displeji nezačaly objevovat náhodné body. Programování a vlastní komunikace s mikroprocesorem jsou velmi podobné jako u displeje s řadičem T6963C. Displej je pro jednoduchost zapojen stejným způsobem jako v předchozím případě, viz obr. 7. V následující tabulce je uveden příklad inicializačního řetězce pro displej 320 x 240 bodů:
Obr. 7 – Základní připojení displeje s řadičem SED 1335 k procesorům z rodiny ‘51
| Příkaz | Kód | Parametry | Funkce |
|---|---|---|---|
| SYSTEM SET | 40h | 30h | LCD Setup |
| 87h | Šířka znaku v pixelech 7 | ||
| 07h | Výška znaku v pixelech 7+1 | ||
| 27h | Adresovací rozsah pro první textovou řádku | ||
| 39h | Délka řádku ve znacích [40-1=39] | ||
| efh | Počet řádků na rámec [240] | ||
| 28h | Horizontální adresovací textový rozsah [40] | ||
| 0 | |||
| SCROLL | 44h | 0 | Nastavý počáteční adresu pro rolování a počet řádku pro jeden rolovací blok |
| 0 | |||
| efh | |||
| b0h | |||
| 04h | |||
| 0 | |||
| 0 | |||
| 0 | |||
| 0 | |||
| CURSOR FORM | 5dh | 04h | Formát a velikost kurzoru 4 pixely šířka a 6 pixelů výška |
| 86h | |||
| CURSOR DIRECTION | 4ch | 00h | Směr pohybu kurzoru a auto write mode. |
| HORIZONTAL SCROLL RATE | 5ah | Horizontální rolovací rozsah, 1pixel v jenom rolování | |
| OVERLAY | 5bh | 01h | Test/graphic přepisovací mód (EXOR) |
| DISPLAY ON/OFF | 59h | 16h | DISPLAY ON/OFF (ON) |
Obr. 8 - Vývojový diagram pro programování displeje s řadičem SED1335
Více informací o problematice řízení grafických displejů s ukázkovými příklady zdrojových kódů naleznete na www.elatec.cz.
DOWNLOAD & Odkazy
- Elatec - www.elatec.cz
Komentáře
varitronix
mužu se zeptat, jstli nemá někdo zkušenosti s displejema od varitronix? mám jich doma poměrně dost, ale nejde k nim sehnat datasheet, mají 40pinů a jsou monochrom, snad by stačil aspon rozpis pinů ale na internetu ani zmínka