Лабораторная № 6 «Организация взаимодействия с пользователем. Подключение графического lcd дисплея».
Содержание
Введение 1
Цель работы 1
Задачи 1
Теоретическая часть. 2
Структура графического LCD экрана с контроллером KS0108 2
Интерфейс с МПС. 5
Назначение выводов. 5
Использование готовых библиотек для работы с текстовым LCD дисплеем. 10
Описание лабораторного оборудования 11
Графический LCD дисплей 128x64. 11
Меры безопасности 12
Задание. Методика выполнения задания 12
Требование к содержанию и оформлению отчета 12
Варианты заданий. 12
Контрольные вопросы 13
Литература. 14
Введение
Современные микроконтроллерные и микропроцессорные системы довольно часто оснащаются графическими экранами. Это позволяет качественно улучшить и разнообразить взаимодействие с пользователем, что немаловажно для устройств массового спроса (телефоны, бытовые приборы и т.д.). В данной работе мы познакомимся
с подключением монохромного графического дисплея и программной реализацией простых функций по отображению информации. В то же время, использованные решения вполне пригодны и для цветных дисплеев большего разрешения при соответствующей корректировке библиотечных функций.
Цель работы
Целью данной работы является ознакомление с монохромными графическими LCD дисплеями на базе контроллера KS0108 размером 128 х 64, а также библиотекой прикладных функций и организацией вывода информации на дисплей.
Задачи
Ознакомиться с принципом отображения и возможностями графического LCD дисплея;
Научиться подключать сторонние библиотеки для получения высокоуровнего функционального доступа к GLCD.
Получить практические навыки отображения информации на GLCD дисплее.
Теоретическая часть.
Безусловно, существует большое количество разнообразных графических LCD дисплеев. Отличаются они как по размеру и разрешению экрана, так и по используемому интерфейсу взаимодействия с МК. Достаточно широко распространенным, простым для освоения и подключения является графический LCD 128 х 64 с использованием встроенного контроллера KS0108 или аналогичного. Данный контроллер берет на себя функции отображения попиксельной информации на экране из внутренней памяти. Благодаря широкой распространенности экранов с данным контроллером, на просторах интернета можно легко отыскать библиотеки разных авторов для управления данным дисплеем. Рассмотрим подробнее основные аспекты функционирования данного типа дисплеев.
Структура графического lcd экрана с контроллером ks0108
Особенность графических экранов, как известно, заключается в том, что информация отображается на экране поточечно, что позволяет в конечном итоге получить любое необходимое изображение. В монохромном дисплее на каждую точку экрана приходится 1 информационный бит, который управляет свечением пикселя (вкл. – выкл.). Для цветных дисплеев на каждую точку (пиксель) может приходиться до 32 бит даных, которые несут информацию о цвете и интенсивности свечения. Таким образом, при разработке графических дисплеев возникает задача создания видеопамяти достаточного объема для представления информации и способ распределения информации в этой памяти применительно к координатам точек.
Поскольку для монохромных дисплеев на каждую точку приходится 1 бит, то это самые экономные в смысле использования памяти и ресурсов МК дисплеи. При этом один байт хранит информацию сразу по 8 точкам экрана.
На рис. . представлена структурная схема организации графического дисплея размером 128х64 точек.
Рис. . Структурная схема организации графического дисплея размером 128х64 точек
В качестве элемента, управляющего отображением точек на экране из видео памяти, применен контроллер KS0108 (NT7108). Данный контроллер был разработан и поддерживает управление графическим монохромным дисплеем 64х64. Для дисплея 128х64 точки используется 2 таких контроллера, каждый для своей половины экрана. В каждом контроллере встроена видеопамять достаточного объема. При этом видно, что данный контроллер использует параллельный интерфейс для доступа к видео памяти со стороны внешнего устройства управления. Выбор контроллера, к которому обращается внешняя схема производится сигналом #CS1 и #CS2. Контроллер KS0108 имеет специальный набор команд, позволяющий получить доступ к видеопамяти дисплея, а также управлять отображением данных.
На рис. . показана организация видеопамяти дисплея [2].
Рис. . Организация видеопамяти дисплея.
Байты укладываются в два контроллера
страницами по 64 байта. Всего 8 страниц
на контроллер.
Рис. . Альтернативный вид организации видеопамяти дисплея [3]
Например, для того, чтобы выставить точку с координатами на экране, Х = 10, Y=61 надо вычислить в каком контроллере она находится. Первый до 63, второй после. Если адрес находится во втором контроллере, то надо вычесть 64 из координаты. Затем необходимо вычислить страницу и номер бита. Страница это Х/8, а номер бита остаток от деления (Х%8). После этого необходимо считать нужный байт из этой страницы (если мы не хотим затронуть остальные точки), выставить в нем наш бит и вернуть байт на место
Рис. . Пример расчета расположения точки с заданными координатами в видеопамяти.