PANTALLAS_LCD

8/4/2019 PANTALLAS_LCD

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Pantallas De Cristal Líquido (LCD Display)

Las pantallas de cristal líquido, conocidas también como “Pantallas LCD”,ofrecen al diseñador la posibilidad de construir proyectos de electrónica quetengan la posibilidad de exhibir mensajes numéricos y alfanuméricos. Esta

característica confiere una mayor presentación a sus proyectos, mayor calidady mejor desempeño. También, desde el punto de vista del usuario final, laspantallas LCD ofrecen la oportunidad de obtener sistemas interactivos, confacilidad de manejo; es decir, sistemas “amigables” de operación clara ysencilla. Las pantallas LCD se utilizan en una amplia variedad de aplicacionesque abarcan áreas que van desde los instrumentos de medida, equipos decomunicaciones, equipos de diagnóstico, equipos médicos, equiposautomotrices, controladores industriales, sistemas de control numéricocomputarizado, sistemas de control de robots, etc, hasta la más cotidianascomo lo son las de aparatos electrodomésticos.

Figura. Diferentes Tipos De Pantallas LCD.

Físicamente, las pantallas LCD son dispositivos que tienen un aspecto físicocomo el mostrado en la figura anterior. Están constituidas sobre una tablilla decircuito impreso, en donde están ubicados los integrados controladores de lapantalla y los conectores que contienen las patillas de conexión. Sobre el

circuito impreso se encuentra la delicada pantalla de cristal líquido, rodeadapor una estructura metálica que la protege, existen muchos tipos de pantallas.

1



Hoy en día, en el mercado de electrónica, existen diversas compañías quefabrican pantallas LCD, entre otras pueden mencionarse a las siguientes:Phillips, Samsung, Hitachi, Sharp Electronics, AND Electronics, TIANMAMicroelectronics, etc. No obstante la diversidad de fabricantes, cabe comentar

que, en general, la mayoría de las pantallas LCD son compatibles entre sí.

Como es natural, pueden existir algunas diferencias entre los módulosofrecidos por fabricantes diferentes, pero dichas diferencias se presentansolamente en cuanto a la distribución de los conectores en el módulo,dimensiones físicas y, algunos caracteres y códigos de control adicionales. Enel siguiente esquema se ofrece un diagrama de bloques simplificado, de laelectrónica que contiene el módulo de la pantalla LCD.

A r r e g l o M a t r ic i a l L C D

M e m o r i aR A M D e

D a t o s D e

C a r a c t e r ( D D R A M )

C o n t a d o r

D e

L í n e a s

D e c o d i f i c a d o r

YM a n e j a d o r e s D e C o l u m n a

C o n t r o l a d o r D e

D e s p l e g a d o

8 0 ó 1 0 0

8

3

8

88

M E M O R I A

R A M( D D R A M )

A S C I I

L a t c h

D D

R A MG e n e r a d o r

D eC a r a c t e r e s

E s p e c i a l e s( G C R A M )

A S C I IL a t c h

G C

3

3

8

M u x2 @ 1

M u x

2 @ 1

R O MG e n e r a d o r

D eC a r a c t e r e s

( G C R O M )

8

8

C o n t r o l D e R e n g l ó n

C o n t r o l D e C o l u m n a

E

V S S

V C C

V E E

R S

R / W

D 0 - D 7

C o n t r o l D e C o n t r a s t e

Figura. Arquitectura simplificada de una pantalla LCD.

Pantallas LCD de 2 Renglones y 16 ó 20 Columnas

Las pantallas LCD son esencialmente exhibidores construidos con tecnologíade cristal líquido. Estos módulos contienen la electrónica suficiente pararealizar el desplegado de datos de una manera muy eficiente y práctica. Losmodelos que aquí se van a describir, son las pantallas de 2 renglones con 16columnas y 2 renglones con 20 columnas. Los caracteres que pueden ser desplegados por estas pantallas son numéricos, alfanuméricos y caracteresespeciales diseñados por el usuario programador. Los caracteres sonmatriciales en dimensiones de 5× 8 puntos ó 5x10 puntos.

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Como se muestra en la figura anterior, los módulos de pantalla LCD estánconstituidos básicamente por los siguientes bloques elementales: Controlador de Desplegado, Memoria RAM de datos de la pantalla (DD RAM), MemoriaROM de Generación de Caracteres (CG ROM), Memoria RAM de Generaciónde Caracteres Especiales (CG RAM), y Pantalla a base de Arreglo Matricial De

Diodos De Cristal Líquido. En ese sistema de desplegado, la idea fundamentalconsiste en alimentar los códigos ASCII de los caracteres almacenados en lamemoria DD RAM (mensaje que se desea exhibir), hacia las líneas dedirección de una memoria ROM que contiene grabados los patrones de puntosde cada carácter. Las líneas de salida del ROM están acopladas a la entradade un bloque de matriz de diodos construido con tecnología de cristal líquido decuarzo. La circuitería del sistema también incluye bloques para el control y elmanejo de renglones y columnas, que hacen posible el barrido veloz de todo elarreglo matricial de la pantalla. Desde luego, el elemento clave que se encargade animar, organizar y controlar la operación de cada uno de los bloques delsistema es el microcontrolador de desplegado. Enseguida se comentan los

detalles importantes de cada bloque.

Memoria RAM De Datos De Pantalla (DD RAM)

La DD RAM está destinada a almacenar la información de los mensajes; esdecir, los códigos ASCII de los caracteres del mensaje que el usuario deseamostrar en la pantalla. Los códigos contenidos en la DD RAM sirven paraapuntar a localidades específicas del ROM generador de caracterespredefinidos (CG ROM), o bien, para apuntar a localidades específicas de RAMdonde el usuario puede definir sus propios caracteres (CG RAM).

Figura. Memoria de pantalla de los módulos LCD de 16 y 20 columnas.

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0 D H 1 1 H

3 9 H3 8 H

1 0 H

3 7 H

0 F H

3 6 H

0 E H

3 5 H

2 3 H 2 7 H

4 F H4 E H

2 6 H

4 D H

2 5 H

4 C H

2 4 H

4 B H

0 0 H 0 4 h

2 C H2 B H

0 3 H

2 A H

0 2 H

2 9 H

0 1 H

2 8 H

4 01 0

C A R A C T E R E S

1 61 0

C A R A C T E R E S

R e g i ó n v i s i b l e e n

p o s i c i ó n i n i c i a l ( s i n

c o r r i m i e n t o )

a ) O r g a n i z a c i ó n d e m e m o r ia d e p a n t a l l a L C D 2 R y 1 6 C

1 1 H 1 5 H

3 D H3 C H

1 4 H

3 B H

1 3 H

3 A H

1 2 H

3 9 H

2 3 H 2 7 H

4 F H4 E H

2 6 H

4 D H

2 5 H

4 C H

2 4 H

4 B H

0 0 H 0 4 h

2 C H2 B H

0 3 H

2 A H

0 2 H

2 9 H

0 1 H

2 8 H

4 01 0

C A R A C T E R E S

2 01 0

C A R A C T E R E S

R e g i ó n v i s i b l e

r e c o r r i d a 1 81 0

v e c e s h a c i a l a

d e r e c h a

b ) O r g a n i z a c i ó n d e m e m o r ia d e p a n t a l l a L C D 2 R y 2 0 C

2 R e n g l o n e s

2 R e n g l o n e s



Físicamente, la memoria DD RAM contiene 80 posiciones de memoria, de lascuales las primeras 40 posiciones están asignadas al primer renglón y lasrestantes 40, para el segundo renglón.

Para las pantallas de 2 renglones con 16 columnas, por defecto, la “regiónvisible” va desde la dirección 00H hasta la 0FH (primer renglón) y desde ladirección 28H hasta la 37H (segundo renglón). El área “no visible” de lapantalla abarca desde la dirección 10H hasta 1F (primer renglón) y desde ladirección 40H hasta la 4FH (segundo renglón).

Para el modelo de 2 renglones y 20 columnas la región visible va de ladirección 00H a la 13H (primer renglón) y de 28H a la 3BH (segundo renglón);así también, la región no visible esta de 14H a la 27 (primer renglón) y de 3C ala 4FH (segundo renglón). Desde luego, en el área no visible de la pantallatambién se pueden almacenar caracteres, pero para poder verlos el usuario

debe desplazar la “ventana visible” mediante comandos de corrimiento depantalla. Con frecuencia los desplazamientos de los caracteres producenefectos visuales interesantes.

Lo primero que debe hacerse para realizar una operación de lectura o escrituraen alguna localidad de la memoria DD RAM ó CG RAM, es indicar la direccióndonde se desea acceder. Esto se logra usando un comando de “especificaciónde dirección” (Set DD RAM Address). Una vez especificada una dirección,pueden efectuarse operaciones de lectura o escritura en las memorias RAM depantalla (DD RAM) o RAM del generador de caracteres especiales (CG RAM).Esto se hace utilizando los comandos adecuados (Read Data From DD RAM,Write Data To DD RAM, Read Data From CG RAM ó Write Data To CG RAM).

Es conveniente comentar aquí que la posición del cursor en la pantalla LCDdepende del contenido un registro apuntador de la memoria RAM de pantalla(DD RAM address register). El contenido de ese registro puede ser auto-incrementado ó auto-decrementado, después de recibir un carácter. La maneraen la que el usuario desea que se actualice la dirección del registro apuntador de datos de pantalla depende de lo que indique el bit I/D, en el comando de“Modo De Mover el Cursor” (Entry Mode Set).

Memoria ROM De Generación De Caracteres (CG ROM).

Es un circuito integrado, programado de fábrica, que contiene la información depuntos de 160 caracteres fijos ó predefinidos. En la figura siguiente se muestrala información de puntos que contiene el ROM generador de caracteres (CGROM) de la pantalla TIANMA TM162A.

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Figura. Patrones de puntos del conjunto de caracteres estándar contenidos enla memoria CG ROM.

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Arreglo Matricial De Pantalla de Cristal Líquido.

Para el modelo de 2 renglones y 16 columnas la pantalla esta formada por 1280 celdas elementales (puntos) de cristal líquido, distribuidas en 32caracteres que forman dos renglones de 16 caracteres cada uno; en el caso del

modelo de 2 renglones y 20 columnas la pantalla tiene 1600 celdaselementales. Cada carácter esta formado en un arreglo matricial de 5× 8puntos, pero el octavo esta dedicado al espaciamiento y al cursor, de maneraque puede considerarse que cada carácter esta formado en una matriz de 5× 7puntos.

Comandos Del Módulo De Pantalla LCD

La tabla siguiente resume el conjunto de comandos que puede ejecutar unmódulo de pantalla LCD, así como la disposición de los bits de control de cadacomando y su significado.

Función

L C D_

R S

L C D_

R W Nibble Alto NibbleBajo

D B 7

D B 6

D B 5

D B 4

D B 3

D B 2

D B 1

D B 0

Borrar Pantalla(Clear Display)

0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

Colocar El Cursor En Posición De Inicio,Esquina Izquierda

(Return Cursor To Home Position)

0 0 0 0 0 0 0 0 1 -

Configuración Del Movimiento Del Cursor Y

El Corrimiento De La Pantalla, Ante LaRecepción De Un Carácter (Entry Mode Set)

0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S

Encendido/Apagado De La Pantalla(Display On/Off)

0 0 0 0 0 0 1 D C B

Corrimientos Del Cursor Y De La Pantalla(Cursor and Display Shift)

0 0 0 0 0 1 S/C R/L - -

Configuración De Las Propiedades DeTransferencia, Renglones y Caracteres

Función Set

0 0 0 0 1 DL N F - -

Definir Dirección De Memoria En CG RAM(Set CG RAM Address)

0 0 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0

Definir Dirección De Memoria En DD RAM(Set DD RAM Address)

0 0 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0

Leer Dirección De Memoria Actual yBandera indicadora De “Ocupado”

(Read Busy Flag and Address)

0 1 BF A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0

Escribir Datos en la DD RAM ó En La CG RAM(Write Data to CG RAM or DD RAM)

1 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Leer Datos Desde La DD RAM Ó Desde LaCG RAM

(Read Data From CG RAM Or DD RAM)

1 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Tabla Que Define El Conjunto De Comandos De Control Para Desplegado DeCaracteres En La Pantalla LCD

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Descripción De Comandos

Comando Para Borrar Pantalla (Clear Display)

La ejecución de este comando borra la pantalla LCD y devuelve el cursor a su

posición inicial, arriba a la izquierda, cuya dirección correspondiente es H’00’de la DD RAM. Este comando deposita, en todas las localidades de la memoriaDD RAM, el código ASCII correspondiente al caracter “espacio en blanco”(H’20’); asimismo, por defecto, define el movimiento del cursor hacia la derecha(coloca el bit I/D=1, del comando Entry Mode Set). El periodo de tiempo queeste comando tarda en ser ejecutado es de entre 82µ s y 1.26 ms.

Para ejecutar un comando de borrado de pantalla se debe de colocar la líneaRS en nivel bajo; la línea R/W también en nivel bajo; sobre el bus de datos,en las líneas <DB7:DB0>, se coloca un 01H y seguidamente se pulsa la línea

habilitadora E; la duración de este pulso debe de ser mayor que 1µ s.

Comando Para Colocar El Cursor En La Posición De Inicio (Re t u r n C u rs o r ToH o me Position)

Cuando este comando es ejecutado, el cursor de la pantalla se devuelve a suposición de inicio arriba a la izquierda. Esto implica que el registro que apunta ade dirección de un carácter en la pantalla, DD RAM, se inicia con H’00’. Estecomando no afecta los contenidos ASCII de los datos residentes en lamemoria. Su tiempo de ejecución oscila entre 40µ s y 1.6 ms.

Para colocar el cursor en la posición de inicio se ejecuta el siguiente comando:se coloca la línea RS en nivel bajo; la línea R/W también en nivel bajo; sobreel bus de datos, en las líneas <DB7:DB0>, se coloca un 02H y seguidamentese pulsa la línea habilitadora E; la duración de este pulso debe de ser mayor que 1µ s.

Comando Para Configurar El Movimiento De Corrimiento Del Cursor Y DePantalla (En tr y M o d e Set)

Este comando define la dirección del movimiento del cursor sobre la pantalla,ante la recepción de un código ASCII de carácter. El movimiento puede ser programado hacia la derecha (incremento del registro que apunta a la direccióndel carácter, DD RAM) ó hacia la izquierda (decremento del registro que apuntaa la dirección del carácter, DD RAM), de acuerdo con el estado del bit DB1 (I/D,Incremento/Decremento).

Con este comando también se puede definir si ante la recepción de uncarácter, habrá o no corrimiento completo de la pantalla; esta propiedad secontrola con el bit DB0 (S, Shift). El tiempo de ejecución típico de estecomando es de 40 µ s.

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Bit DB1: I/D Incremento/Decremento

0 auto-decremento del contenido del registro apuntador de dirección de carácter. Elcursor se mueve hacia la izquierda.

1 auto-incremento del contenido del registro apuntador de dirección de carácter. Elcursor se mueve hacia la derecha.

El bit I/D de este comando también afecta el auto-incremento ó auto-decremento de la dirección contenida en registro apuntador de carácter, en lasmemorias DD RAM ó CG RAM, durante las operaciones de lectura o escritura alas mismas.

Por ejemplo, si usted desea que ante la recepción de un carácter, el cursor solose mueva hacia la posición siguiente, a la derecha, deberá hacer lo siguiente:se coloca la línea RS en nivel bajo; la línea R/W también en nivel bajo; sobreel bus de datos, en las líneas <DB7:DB0>, se coloca un binario 00000110 ó unhexadecimal 06H y seguidamente se pulsa la línea habilitadora E; la duraciónde este pulso debe de ser mayor que 1µ s.

Pero si en cambio desea que ante la recepción de un carácter, el cursor solo semueva hacia la posición siguiente, a la izquierda, entonces deberá hacer losiguiente: se coloca la línea RS en nivel bajo; la línea R/W también en nivelbajo; sobre el bus de datos, en las líneas <DB7:DB0>, se coloca un binario00000100 ó un hexadecimal 04H y seguidamente se pulsa la línea


Bit DB0: S, Corrimiento De Pantalla

0 Corrimiento de pantalla deshabilitado

1 Durante una operación de escritura en la memoria DD RAM, la pantalla completaexperimentara un corrimiento en la dirección definida por el bit DB1, I/D. El efectovisual es tal que pareciera que el cursor permanece en una posición fija y lapantalla se mueve.

Si usted desea que ante la recepción de un carácter, la pantalla completaexperimente un corrimiento hacia la derecha, entonces deberá hacer losiguiente: se coloca la línea RS en nivel bajo; la línea R/W también en nivelbajo; sobre el bus de datos, en las líneas <DB7:DB0>, se coloca un binario00000111 ó un hexadecimal 07H y seguidamente se pulsa la línea


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Comando Para Encender Y Apagar La Pantalla (Display On/O ff)

Este comando sirve encender ó apagar la pantalla completa. También afecta eltipo de cursor y el parpadeo del cursor. Enseguida se describen los atributosque controlan los bits de este comando.

Bit DB2: (D) Pantalla Encendida/ApagadaEl cursor usa los cinco puntos inferiores de la matriz del carácter. El cursor aparece como una línea, bajo el carácter desplegado.

0 La pantalla permanece apagada. Los caracteres contenidos en la memoriaDDRAM permanecen inalterados.

1 La pantalla se enciende y despliega los caracteres que están almacenados en laDD RAM.

Bit DB1: (C) Cursor Encendido/Apagado

0 Cursor apagado (No hay cursor)

1 Cursor encendido (El cursor es visible)

Bit DB0: (B) Parpadeo Del Cursor Encendido/Apagado

0 El cursor no parpadea.

1 El cursor parpadea apareciendo y desapareciendo aproximadamente cada mediosegundo.

Por ejemplo, si usted desea activar la pantalla con cursor parpadeante debese coloca la línea RS en nivel bajo; la línea R/W también en nivel bajo; sobreel bus de datos, en las líneas <DB7:DB0>, se coloca un binario 00001111 ó unhexadecimal 0FH y seguidamente se pulsa la línea habilitadora E; la duraciónde este pulso debe de ser mayor que 1µ s.

Corrimientos Del Cursor Y De La Pantalla (Cursor and Display Shift)

Este comando controla los corrimientos del cursor y de la pantalla, sin lanecesidad de cambiar los contenidos de la memoria DD RAM; es decir, sin lanecesidad de que se realicen operaciones de escritura o lectura sobre la DDRAM. Los corrimientos pueden programarse hacia la izquierda y hacia laderecha.

Mediante los parámetros de control de esta función el usuario puede posicionar el cursor sobre la ubicación de algún carácter específico que él necesitemodificar, o bien, para realizar un corrimiento de la ventana que hace visibles

los datos.

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Con los corrimientos de la pantalla completa, el usuario puede hacer queaparezcan los caracteres que se encuentran más allá de la columna 16 ó 20,según sea el tamaño de la pantalla. Cuando el programador ejecutarepetidamente un comando de corrimiento de la pantalla completa, loscaracteres aparentaran movimientos horizontales de rotación. El tiempo de

ejecución de este comando es de 40 µ s. La tabla siguiente resume la manerade utilizar los bits de control de este comando.

DB3

(S/C)

DB2

(R/L)Operación Que Se Realiza

0 0 Corrimiento de la posición del cursor hacia la izquierda. El contenido delregistro apuntador a la memoria DD RAM se decrementa en 1.

0 1 Corrimiento de la posición del cursor hacia la derecha. El contenido del registroapuntador a la memoria DD RAM se incrementa en 1.

1 0 Corrimiento de la pantalla completa hacia la izquierda. El cursor sigue elcorrimiento de la pantalla. El contenido del registro apuntador a lamemoria DD RAM permanece inalterado.

1 1Corrimiento de la pantalla completa hacia la iderecha. El cursor sigue elcorrimiento de la pantalla. El contenido del registro apuntador a la memoriaDD RAM permanece inalterado.

Tabla. Resumen de operacionesEjemplos:

• Mover el cursor una posición hacia la izquierda : colocar la línea RS

en nivel bajo; la línea R/W también en nivel bajo; sobre el bus dedatos, en las líneas <DB7:DB0>, colocar un binario 00010000 ó unhexadecimal 10H y seguidamente se pulsa la línea habilitadora E; laduración de este pulso debe de ser mayor que 1µ s.

• Mover el cursor una posición hacia la derecha: colocar la línea RS ennivel bajo; la línea R/W también en nivel bajo; sobre el bus de datos,en las líneas <DB7:DB0>, colocar un binario 00010100 ó unhexadecimal 14H y seguidamente se pulsa la línea habilitadora E; laduración de este pulso debe de ser mayor que 1µ s.

• Mover la pantalla completa una posición hacia la izquierda : colocar la línea RS en nivel bajo; la línea R/W también en nivel bajo; sobre elbus de datos, en las líneas <DB7:DB0>, colocar un binario 00011000 óun hexadecimal 18H y seguidamente se pulsa la línea habilitadora E;la duración de este pulso debe de ser mayor que 1µ s.

• Mover la pantalla completa una posición hacia la derecha: colocar lalínea RS en nivel bajo; la línea R/W también en nivel bajo; sobre el busde datos, en las líneas <DB7:DB0>, colocar un binario 00011100 ó unhexadecimal 1CH y seguidamente se pulsa la línea habilitadora E; la

duración de este pulso debe de ser mayor que 1µ s.

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Configuración De Las Propiedades De Transferencia, Número De Renglones yDimensiones De Caracteres, Del Modulo De Pantalla LCD (Función Set)

Mediante los bits de control de este comando, el usuario programador puede el

tamaño de la palabra de datos de entrada/salida, que maneja la interfaz decomunicación. También se puede especificar el número de renglones que elusuario necesita que aparezcan en la pantalla y el tamaño de la matriz depuntos del conjunto de caracteres. El tiempo de ejecución de este comando esde 40 µ s.

Bit DB4: (DL) Tamaño Del Bus De Datos

0 Bus de datos de 4 bits

1 Bus de datos de 8 bits

Bit DB3: (N) Número De Renglones

0 Un renglón

1 Dos renglones

Bit DB2: (F) Dimensiones De La Matriz De Puntos De Los Caracteres

0 Caracteres en matriz de 5x8 puntos

1 Caracteres en matriz de 5x10 puntos

Por ejemplo, para configurar el módulo de pantalla LCD con bus de 8 bits, 2renglones y caracteres en matriz de 5X8 se ejecutaría el siguiente comando:colocar la línea RS en nivel bajo; la línea R/W también en nivel bajo; sobre el

bus de datos, en las líneas <DB7:DB0>, colocar un binario 00111000 ó unhexadecimal 38H y seguidamente se pulsa la línea habilitadora E; la duraciónde este pulso debe de ser mayor que 1µ s.

Definir Una Dirección De Memoria En CG RAM (Set CG R AM A d d r ess)

Este comando carga la dirección especificada por los bits <DB5:DB0> en elregistro apuntador a la memoria CG RAM. Después de ejecutar este comando,el usuario programador puede realizar operaciones de lectura u operaciones deescritura para mostrar en la pantalla un carácter residente en la memoria CGRAM. El comando tarda 40 µ s en ser completado.

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Por ejemplo, para colocar el apuntador de la memoria CG RAM indicandola posición de la primera fila del cuarto carácter especial , haríamos losiguiente: colocar la línea RS en nivel bajo; la línea R/W también en nivelbajo; sobre el bus de datos, en las líneas <DB7:DB0>, colocar un binario01011000 ó un hexadecimal 58H y seguidamente se pulsa la línea


Definir Una Dirección De Memoria En DD RAM (Set DD R AM A d d r ess)

Este comando carga la dirección especificada por los bits <DB6:DB0> en elregistro apuntador a la memoria DD RAM. También en este caso, después deejecutar este comando, el usuario programador puede realizar operaciones delectura u operaciones de escritura para mostrar en la pantalla un carácter residente en la memoria DD RAM. El comando tarda 40 µ s en ser completado.

Por ejemplo, para colocar el apuntador de la memoria DD RAM indicando la

posición del décimo caracter del primer renglón, se haría lo siguiente:colocar la línea RS en nivel bajo; la línea R/W también en nivel bajo; sobre elbus de datos, en las líneas <DB7:DB0>, colocar un binario 10001001 ó unhexadecimal 89H y seguidamente se pulsa la línea habilitadora E; la duraciónde este pulso debe de ser mayor que 1µ s.

Leer La Dirección Actual De Apuntador De Memoria DD RAM y La BanderaIndicadora De “Ocupado”(Read Busy Flag and Add r ess)

Este comando devuelve, sobre los bits <DB6:DB0>, el contenido actual del

registro apuntador de direcciones de la memoria DD RAM. Para obtener ladirección válida, el usuario programador debe verificar el estado del bit BF paradeterminar si los circuitos interiores del modulo LCD han concluido, o no, laoperación de lectura previamente ordenada, o bien, aún se encuentranocupados realizando tal operación.

Si la bandera BF permanece en estado alto (BF=1), ello indica que el módulono ha concluido la ejecución de la operación de lectura. De este modo lasiguiente instrucción no será aceptada, sino hasta que la bandera BF seencuentre en nivel bajo (BF=0) ó hasta que se agote el tiempo máximodestinado para su ejecución. La ejecución de este comando toma 1µ s.

Por ejemplo, si se desea conocer la posición en la que quedó el registroapuntador de caracteres, en la DD RAM, se hace lo siguiente: colocar la líneaRS en nivel bajo; la línea R/W en nivel alto; seguidamente se pulsará la líneahabilitadora E. El usuario programador verificará entonces el estado del bitDB7 (bandera BF); cuando la bandera BF muestre un estado alto, entonces elvalor de los bits <DB6:DB0> indicará la posición actual del apuntador decaracteres.

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Escritura De Datos en la CG RAM ó En La DD RAM (W r ite Data to CG RAM or DD RAM)

Este comando realiza la operación de escritura del dato binario especificado enlos bits <DB7:DB0>. La escritura se realiza sobre la localidad de memoria

indicada por el registro apuntador, la cual puede pertenecer a cualquiera de lasregiones de memorias CG RAM ó DD RAM; si la operación de escritura serealiza después de que se ha ejecutado un comando de definición de unadirección en la CG RAM, entonces el dato quedará en esa área. Pero si elusuario ha ejecutado previamente un comando de definición de una direcciónen la DD RAM, entonces el dato quedará en la DD RAM.

Después de que se ha realizado una operación de escritura, el contenido delregistro apuntador es inmediatamente incrementado o decrementado, deacuerdo a lo especificado por el bit, I/D, del comando de configuración de losmovimientos del cursor. El tiempo que tarda una operación de escritura de un

dato es de 40 µ s.

Por ejemplo, para escribir el dato 01000001 (ASCII de la letra A) sobre ladirección 19H de la memoria DD RAM, se procede como sigue:

1. Se ejecuta un comando que actualice el registro apuntador de la DDRAM, en la posición 19H.

2. Una vez definida la dirección 19H en la DD RAM, se procede a colocar la línea RS en nivel alto; la línea R/W en nivel bajo; sobre el bus de

datos, en las líneas <DB7:DB0>, se coloca el dato binario 01000001 óun hexadecimal 41H y seguidamente se pulsa la línea habilitadora E;la duración de este pulso debe de ser mayor que 1µ s.

Lectura De Datos Desde la CG RAM ó Desde La DD RAM (W r ite Data to CGRAM or DD RAM)

Este comando devuelve, sobre las líneas <DB7:DB0>, los datos de lectura delos códigos ASCII que contiene la localidad de memoria especificada. Laoperación de lectura se realiza sobre la localidad de memoria indicada por elregistro apuntador, la cual puede pertenecer a cualquiera de las regiones de

memorias CG RAM ó DD RAM; si la operación de lectura se realiza después deque se ha ejecutado un comando de definición de una dirección en la CG RAM,entonces el dato será extraído desde esa área. Sin embargo, si el usuario haejecutado previamente un comando de definición de una dirección en la DDRAM, entonces el dato será extraído desde la DD RAM.

También en este caso, después de que se ha realizado una operación delectura, el contenido del registro apuntador es inmediatamente incrementado odecrementado, de acuerdo a lo especificado por el bit, I/D, del comando deconfiguración de los movimientos del cursor. El tiempo que tarda una operaciónde lectura de un dato es de 40 µ s.

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Por ejemplo, para leer el contenido de la segunda fila del octavo carácter almacenado en la CG RAM, se procede como sigue:

3. Se ejecuta un comando que actualice el registro apuntador de la CGRAM, en la posición 111001 (39H).

4. Una vez definida la dirección 39H en la CG RAM, se procede a colocar la línea RS en nivel alto; también la línea R/W en nivel alto;seguidamente se pulsa la línea habilitadora E y se da un poco detiempo para que responda la memoria. Transcurrido el tiempo deejecución del comando, el dato válido aparecera sobre las líneas del busde datos, sobre las líneas <DB7:DB0>.

Líneas De Control De La Pantalla LCD

Las líneas de control de los módulos de pantalla LCD, son esencialmente 3,a saber, la línea RS, la línea R/W y la línea E.

La línea RS (Register Select) maneja una señal que permite al usuarioprogramador elegir ó seleccionar un registro interno del módulo sobre el quese realizará alguna operación de lectura ó escritura. La pantalla LCD disponede dos registros internos: el Registro De Control y el Registro De Datos.Ambos registros son de lectura y escritura. RS=0 selecciona el registro decontrol y RS=1, el registro de datos.

Por su parte, la línea R/W (Read/Write) maneja una señal que indica el tipode operación que se va a realizar en el módulo LCD, ya sea de lectura óde escritura. Cuando R/W=1 se realizan operaciones de lectura y cuandoR/W=0, operaciones de escritura. En general, lo más frecuente es que unapantalla LCD sea utilizada como un dispositivo de salida, donde lo que elusuario desea es exhibir un carácter; para ello requerirá de realizar unaoperación de escritura. Por esta razón, en muchas aplicaciones queconsideran este caso, dicha línea es conectada directamente a tierra y asíse ahorran una línea del controlador que maneja la pantalla. Sin embargo,no hay que perder de vista que el módulo de pantalla LCD también ofrece laposibilidad de leer los contenidos de las memorias CG RAM y DD RAM.

La línea E (Enable), maneja una señal que le permite al usuario habilitar la ejecución de un comando, ya sea este de lectura ó de escritura. Lalínea E debe de permanecer en nivel bajo (E=0), cuando la pantallaLCD no se utiliza. Sin embargo cuando se va a habilitar la ejecución

de cualquier comando, esta línea debe de ser pulsada hacia nivel alto

(E=1) y devuelta a nivel bajo (E=0), para provocar la ejecución delcomando. El periodo de tiempo que esta línea permanece en nivel alto

debe de ser mayor o igual a 1 µ s.

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Enseguida se ofrecen oscilogramas de las señales que manejan laslíneas RS, R/W y E, para las diversas operaciones que se puedenrealizar:

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Operación Con Bus De 8 Y 4 Bits

La interfaz de las pantallas LCD puede ser configurada para operar con 8 bits,pero también con 4 bits. Lo más frecuente es que el módulo opere con interfazde 8 bits y si este es el caso, el alambrado de la interfaz utiliza 11 líneas, como

se indica enseguida.

C o n t r o l a d o r P a n t a l l a L C D

D 0 D B 0

R S

C 3

C 1

D 7

D 6

D 5

D 4

D 3

D 2

D 1

R / W

D B 7

D B 6

D B 5

D B 4

D B 3

D B 2

D B 1

E

C 1

La operación con tamaño de palabra de 8 bits tiene la ventaja de que elprograma de manejo de las operaciones de lectura/escritura es corto y sencillo,tal como lo demuestran los oscilogramas de abajo. Este modo tiene ladesventaja de que las transferencias ocupan un puerto completo de 8 bits para

los datos y las 3 líneas de control.

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La operación de la pantalla LCD con interfaz con 4 bits esta pensada paracuando el diseñador está limitado en cuanto al número de canales deentrada/salida disponibles en el controlador. En este caso el usuarioprogramador puede alambrar el módulo de la manera siguiente, donde solo seutilizan un total de 7 líneas, de las cuales 4 son para los datos y las restantes 3,

son las de control:

C o n t r o l a d o r P a n t a l l a L C D

D B 0

R S

C 3

C 1

D 7

D 6

D 5

D 4

R / W

D B 7

D B 6

D B 5

D B 4

D B 3

D B 2

D B 1

E

C 1

El costo que tendrá que pagar el diseñador será la complejidad del programaque maneja las operaciones de lectura /escritura, ya que cada transferencia deun dato se tendrá que realizar en dos partes. Durante la primera parte se

transfieren los cuatro bits más significativos del dato y durante la segunda partese transfieren los cuatro bits menos significativos, según lo indican lososcilogramas siguientes:

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Inicialización De Del Módulo LCD

Antes de que una pantalla LCD pueda ser utilizada, es necesario configurarla e

iniciarla adecuadamente. La configuración de la misma requiere de la ejecuciónde una secuencia de comandos de control que definan sus propiedades ymodos de operar, tanto para los circuitos internos, como para los movimientosdel cursor.

Como el lector pudo verificar en la tabla comandos, es necesario que las líneasde control RS, R/W y E del módulo LCD, cumplan con ciertas especificacionesde temporización. Las figuras anteriores mostraron las formas de ondanecesarias para temporizar las diversas operaciones de lectura y escritura dedatos en la pantalla LCD.

Un procedimiento recomendable para iniciar la operación de una pantalla LCDse explica enseguida:

1. El primer comando que se recomienda aplicar a un módulo de pantalla LCDes un comando de borrado ó inicialización general de la pantalla (Clear Display). Para inicializar la pantalla (poner en blanco la pantalla y colocar elcursor en la posición inicial, en la esquina superior izquierda) se requiereque el usuario programador coloque un código 01H en el bus de datos yejecute una secuencia de escritura de un carácter de control.

2. Enseguida se debe de configurar el módulo LCD, definiendo el tamaño de lapalabra de datos del bus (DL), el número de renglones (N) y el tipo dematriz de puntos de los caracteres (F). Por ejemplo, si el usuario coloca un38H en el bus de datos y ejecuta la secuencia de escritura de un carácter de control, el módulo LCD quedará configurado para manejar datos de 8bits, en 2 renglones, exhibiendo caracteres en matriz de 5× 7 (FunctionSet).

3. Para seguir, es conveniente configurar las propiedades de movimiento delcursor que mostrará la pantalla, cuando se ingresen caracteres de texto almódulo LCD (Entry Mode Set). En este caso, si el usuario coloca un 06H

en el bus de datos y ejecuta una secuencia de escritura de un carácter decontrol, la pantalla quedará programada para mostrar un movimiento delcursor hacia la derecha con la pantalla permaneciendo en posición fija.Recuerde que estas propiedades sólo se manifestarán con el ingreso decaracteres.

4. En este punto se esta en condiciones de encender la pantalla del móduloLCD (Display ON/OFF Control). Para realizar esto el usuario puede colocar un 0FH en el bus de datos, ejecutando enseguida una secuencia deescritura de carácter de control. Después de la ejecución del comando, lapantalla habrá encendido mostrando un cursor, el cual es parpadeante.

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5. Para finalizar la secuencia de inicialización de la pantalla, se ejecuta uncomando que asegure que el cursor se encontrará en la posición de inicio(Home Position). El usuario puede colocar un 02H en el bus de datosejecutando seguidamente una secuencia de escritura de carácter de control.

6. A partir de este momento el cursor es visible en la posición de inicio y lapantalla esta lista para operar. Aquí, es oportuno advertir al usuario quedebe revisar el nivel de contraste de la pantalla LCD. Muchas veces elusuario ha ejecutado correctamente la secuencia de inicialización de lapantalla pero el cursor no es visible, ni se percibe actividad de la pantalla.Se recomienda realizar el ajuste del del potenciometro de contraste,hasta percibir adecuadamente el cursor (0.4V, con respecto a tierra). Paraencontrar el mejor punto de ajuste sitúese frente a la pantalla de maneraque el plano de esta sea perpendicular a su línea de vista.

7. Algunas precauciones que el usuario debe tomar cuando maneja los

módulos de pantalla LCD, son las siguientes:

• La pantalla esta hecha de vidrio; NO la someta a esfuerzosmecánicos.• El polarizador que cubre a la pantalla LCD es muy frágil ypuede romperse fácilmente.• Para limpiar la pantalla LCD solamente use alcoholisopropílico. Nunca use agua o solventes aromáticos.• Si la pantalla llegara a romperse, el cristal líquido puedederramarse en el exterior. Procure no tener contacto con él. Sipor accidente le cae en boca, ojos o piel, lávese de inmediatocon agua y jabón.

Asignación de Terminales del Módulo LCD

En la figura de enseguida se muestra la conexión del módulo LCD y el circuitorecomendado para ajustar el nivel del voltaje de contraste de la pantalla (0.4V).Esto se hace necesario porque una propiedad indeseable de los módulos LCD,es que se tornan obscuros (la pantalla se enegrece) cuando es sometida atemperaturas relativamente altas. La mayoría de los fabricantes recomiendantemperaturas de operación en el campo de 0°C hasta 50°C.º

Figura. Conexión de un módulo de pantalla LCD.

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T M 2 0 2 AL C D

V S S

D B 4D B 3

D B 2D B 1

D B 0E

R /W

R S

V E E

V C CL E D +

D B 7D B 6

D B 5

L E D -

5 V

G N D1

1 41 31 21 11 09876543

2

1 0 K

1 5

1 6

VC O N T R A S T E

A j u s t e



N° dePatilla Símbolo Nivel deVoltaje Descripción

1 VSS 0V Tierra de señal

2 VCC 5.0V Voltaje de Alimentación al Desplegador LCD

3 VEE 0.7V Referencia para Contraste de Matriz LCD

4 RS H/L Línea de Entrada para selección deRegistros del LCD

5 R/W H/L Línea de Entrada para selección deoperaciones de Lectura ó Escritura en el

LCD6 E H/L Línea de Entrada para iniciar el comando

de Lectura ó Escritura en el LCD7 D0 H/L Bit de Dato 0

8 D1 H/L Bit de Dato1

9 D2 H/L Bit de Dato 2

10’ D3 H/L Bit de Dato 3




14 D7 H/L Bit de Dato 715 LED+ 4.2V Voltaje de polarización del LED de

iluminación del módulo LCD 4.2V16 LED- 0V Voltaje de polarización de referencia de 0V

del LED de iluminación del LCD

H: Nivel de voltaje alto (uno lógico); L: Nivel de voltaje bajo (cero lógico)

Tabla. Líneas de entrada y salida de un módulo LCD.

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