Рассматриваемый шилд представляет собой плату с встроенными модулями индикации и управления. Индикация осуществляется с помощью LCD-дисплея TC1602, управление – через встроенные кнопки. Есть возможность регулировки яркости дисплея прямо на плате с помощью подстроечного резистора. Плата снабжена разъемами, в которые могут быть подключены другие устройства, например, датчики. Для работы с экраном используются пины 4-10, для определения нажатия кнопок – только один аналоговый пин A0. Свободными являются цифровые пины 0-3, 11-13 и аналоговые пины A1-A5.
Основные области применения шилда: создание управляющих модулей, реализующих настройки устройства с помощью интерфейса меню. Экран шилда можно использовать для вывода информации, получаемой с датчиков, с возможностью выполнения пользователем каких-либо действий путем нажатия на встроенные кнопки. Естественно, можно найти и другие способы использования платы: например, реализовать игру типа тетрис.
Технические характеристики
- Тип дисплея: LCD 1602, символьный, 4-х битный режим.
- Разрешение: 16×2 (две строки по 16 символов каждая). Знакоместо 5×8 точек.
- Цвет дисплея: синий (возможны варианты с желтым и зеленым цветом). Буквы белого цвета.
- Технология: STN, Transflective, Positive.
- Контроллер дисплея: HD44780U.
- Предельная частота обновления экрана: 5Гц
- Питание дисплея: 5 Вольт
- Кнопки: 6 кнопок (5 кнопок управления и Reset).
- Дополнительные элементы: регулировка яркости подсветки (потенциометр).
- Рабочая температура экрана: от -20 °С до +70 °С;
- Температура хранения экрана: от -30 °С до +80 °С.
Распиновка LCD shield для подключения к Arduino
| Контакт дисплея LCD 1602 | Описание | Контакт на LCD Shield |
| Пины LCD экрана | ||
| GND | Земля | |
| VDD | Питание 5В | |
| Contrast | Управление контрастом | Потенциометр |
| RS | Команды/Данные | 8 |
| R/W | Чтение/Запись | |
| Enable | Включение (активирование) | 9 |
| DB0 | Не используется | |
| DB1 | Не используется | |
| DB2 | Не используется | |
| DB3 | Не используется | |
| DB4 | Дата 1 | 4 |
| DB5 | Дата 2 | 5 |
| DB6 | Дата 3 | 6 |
| DB7 | Дата 4 | 7 |
| Back LED + | Включение подсветки | 10 |
| Back LED – | Питание подсветки | |
| Пины для кнопок | ||
| Кнопка UP | Управляющая кнопка | A0 |
| Кнопка DOWN | Управляющая кнопка | A0 |
| Кнопка LEFT | Управляющая кнопка | A0 |
| Кнопка RIGHT | Управляющая кнопка | A0 |
| Кнопка SELECT | Управляющая кнопка | A0 |
| Reset | Reset | |
| ICSP | ICSP для перепрошивки встроенного микроконтроллера HD44780U | |
| UART | Контакты для UART соединения | 0, 1 |
Дополнительные элементы шилда
- Индикаторный светодиод (включается при подключении питания к плате).
- Контактные площадки для подключения аналоговых устройств (GND, VSS, пин данных).
- Потенциометр для регулирования контрастностью экрана.
Подключение платы LCD Shield к Arduino
Подключение шилда очень простое – нужно попасть ножками в соответствующие разъемы платы ардуино и аккуратно совместить их. Ничего дополнительно подсоединять или припаивать не надо. Нужно помнить и учитывать тот факт, что часть пинов зарезервированы для управления дисплеем и кнопками и не может быть использована для других нужд! Для удобства подключения дополнительного оборудования на плате выведены дополнительные разъемы 5В и GND к каждой контактной площадке аналоговых пинов. Это, безусловно, упрощает работу с датчиками. Также можно подключать цифровые устройства через свободные пины 0-3 и 11-13. Подключив шилд, мы можем работать с экраном и кнопками на нем так же, как с отдельными устройствами, учитывая только номера пинов, к которым припаяны соответствующие контакты.
Скетч для экрана на Arduino LCD shield
Для работы с LCD экранами обычно используют популярную библиотеку LiquidCrystal . На этапе инициализации создается объект класса LiquidCrystal, в конструкторе которого мы указываем пины с подключенными контактами экрана. Для нашего шилда требуется использовать такой вариант: LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); Последовательность аргументов конструктора:
- RS (8)
- Enable (9)
- data(4)
- data(5)
- data(6)
- data(7)
Ничего сложного в работе с объектом нет. В setup() мы инициализируем объект, указывая ему количество символов и строк:
Lcd.begin(16, 2);
Для вывода информации на дисплей используем метод print():
Lcd.print (“Arduino Master!”);
Текст выведется в место текущего нахождения курсора (в начале работы скетча это первая строка и первый символ). Для указания произвольного положения курсора можно использовать функцию setCursor(<столбец>, <строка>):
Lcd.setCursor(0, 0); // Первый символ первой строки lcd.setCursor(0, 1); // Первый символ второй строки lcd.setCursor(2, 1); // Третий символ второй строки
Кнопки LCD Keypad Shield
На плате присутствуют пять управляющих кнопок, работа с которыми ведется через один аналоговый пин A0. В шилде использован достаточно распространенный способ простого кодирования сигнала, при котором каждая кнопка формирует определенное значение напряжения, которое после АЦП преобразуется в соответствующее значение от 0 до 1023. Таким образом, мы можем передавать информацию о нажатии разных кнопок через один пин, считывая его при помощи функции ;
Значения уровня сигнала на пине A0 в зависимости от выбранной кнопки:
| Нажатие кнопки | Значение на аналоговом пине |
| RIGHT | 0-100 |
| UP | 100-200 |
| DOWN | 200-400 |
| LEFT | 400-600 |
| SELECT | 600-800 |
| Клавиша не нажата | 800-1023 |
Пример скетча работы с кнопками LCD Keypad Shield:
Int keyAnalog = analogRead(A0); if (keyAnalog < 100) { // Значение меньше 100 – нажата кнопка right // Выполняем какое-то действие для кнопки вправо. } else if (keyAnalog < 200) { // Значение больше 100 (иначе мы бы вошли в предыдущий блок результата сравнения, но меньше 200 – нажата кнопка UP // Выполняем какое-то действие для кнопки вверх } else if (keyAnalog < 400) { // Значение больше 200, но меньше 400 – нажата кнопка DOWN // Выполняем действие для кнопки вниз } else if (keyAnalog < 600) { // Значение больше 400, но меньше 600 – нажата кнопка LEFT // Выполняем действие для кнопки влево } else if (keyAnalog < 800) { // Значение больше 600, но меньше 800 – нажата кнопка SELECT // Выполняем действие для кнопки выбора пункта меню } else { // Все остальные значения (до 1023) будут означать, что нажатий не было }
В выбранном методе кодирования есть два главных недостатка:
- Нельзя отслеживать одновременное нажатие нескольких кнопок;
- Возможные искажения сигнала могут привести к ложным срабатываниям.
Нужно учитывать эти ограничения, выбирая этот шлд в своих проектах, если вы планируете использовать устройство в системах с большим количеством помех, которые могут искажать сигнал на входе A0, из-за чего АЦП может сформировать ошибочное значение и скетч в результате выполнит другие инструкции.
Пример скетча для работы с экраном и кнопками меню
В данном примере мы определяем текущую нажатую кнопку и выводим ее название на экран. Обратите внимание, что для удобства мы выделили операцию определения кнопки в отдельную функцию. Также в скетче мы выделили отдельный метод для вывода текста на экран. В ней мы показываем сообщение (параметр message) и очищаем его через секунду. Нужно помнить, что в течение этой секунды нажатия кнопок не обрабатываются
#include
Краткие выводы по плате расширения LCD keypad shield
Плата расширения LCD Keypad достаточно популярная, она проста и удобна для использования в проектах Arduino. Сегодня ее можно легко купить практически в любом интернет-магазине.
Плюсы LCD Shield:
- Упрощает подключение жидкокристаллического экрана.
- Уменьшает общие размеры устройства, т.к. убирает выступающие провода и монтажные платы.
- Сокращает количество ошибок, связанных с неправильным монтажом и подключением.
- Добавляет функциональность кнопочного управления, если на плате установлены кнопки (LCD Keypad shield).
Недостатки:
- Стоимость шилда выше, чем стоимость отдельного экрана.
- Не всегда нужна дополнительная функциональность в виде кнопок.
- Шилд потребляет больше энергии, чем отдельные элементы платы.
Разберём всё подробно и по пунктам.
Всё это косается современных матриц с LVDS управлением. Начиная с 1999 года производитель наконец то начал стандартизировать свои матрицы и на сегодня мы имеем следущее документы по матрицам.
Последнего стандарта 4.0 от 2007 года я не имею, но всё ясно по последнему доступному документу
1. ЕЕПРОМ НА МАТРИЦЕ
На матрице как правило устанавливают микросхму памяти (еепром) в
которой прописаны характеристики матрицы, т.е. указание ноутбуку, какая
стоит матрица и как с ней работать. Еепром на матрице может стоять, а
может и не стоять (все современные матрицы имеют установленный еепром
согласно стандартизации, а старые матрицы могут еепром не иметь).
Большенство ноутбуков использует еепром матрицы, а в части
ноутбуков матрица выставляется джамперами или перемычками на шлейфах.
Прошу обратить внимание, на то, что на некоторых матрицах, гдее еепром
отсутствует все контакты выводов еепром могут быть подключены на массу
и при подключении такой матрицы в ноутбук, где еепром опрашивается,
возможно повреждение материнской платы, а именно выгорание видеочипа
или канала питания еепром. Если у вас есть матрица без еепрома, то
можно установить в неё еепром с разбитой или неисправной матрицы.
2. КРЕПЛЕНИЕ МАТРИЦ
Даже похожие матрицы могут иметь разницу в креплениях.
17" матирицы
, боковые крепления идентичные, но может возникнуть проблемы с плоскостными креплениями (наличие и отсутствие "ушей" рис. ниже) ,
также как исключение ACER 17xx series, где стоит матрица от настольного
лсд монитора. (Есть несколько вариантов и китайских буков, а так же
какой то ровер, но это мы не рассматриваем)
В случае, если они лишние, как правило, решается их демонтажём.
16" матрицы
, бывают двух типов, HITACHI и SHARP,
15.4" матрицы
боковые крепления идентичные, но может возникнуть проблемы с плоскостными креплениями (наличие и отсутствие "ушей") Исключение составляют 2х ламповые матрицы
15.2" матрицы
выпускались только одной фирмой и уникальны
15" матрицы
standart 1 это A=12,5 B=169,5
standart 2 это A=21,5 B=196,5
(см. рисунок)
Исключения состовляют несколько моделей старых матриц HITACHI, где хоть
и отверстия расположенны согласно стандарту но рамка матрицы заметно
смещена в сторону правого края и в вверх, и несколько моделей старых
китайских производителей того же типа, что и hitachi
14" обычные (НЕ широкоформатные матрицы)
Существует 2 основных типа с креплениями находящимися в разных
местах, тоесть расстояние от края до первого отверстия это обозначим А
, а от первого отверстия до второго В
14 standart 1 это A=15 B=69
standart 2 это A и B имеют другие значения, нет под рукой.
(см. рисунок)
Исключения состовляют несколько моделей старых матриц HITACHI, где хоть
и отверстия расположенны согласно стандарту но рамка матрицы заметно
смещена в сторону правого края и в вверх
Так же исключения составляют матрицы предназначеные под тачскрин, крепления совершенно другие даже по форме.
14" WIDE (широкоформатные матрицы)
Существует 2 основных типа с одинаковыми креплениями, но отличающиеся размерами самого экрана. Вот тут внимание, они не взаимозаменяемы
, более того имеют различные размеры, т.е. первый тип шире и ниже, а второй уже и выше. Сам попадал на это не раз.
Как пример:
13.3" обычные (НЕ широкоформатные матрицы)
которые попали под стандартизацию идентичны по креплениям, более старые
имеют столько вариантов, что учитывая древность, даже и не буду тут
упоминать.
13.3" WIDE (широкоформатные матрицы)
имеют идентичные крепления, но иногда различную (хоть и небольшую)
толшину рамки, к примеру в sony ставят гораздо тоньше чем в прочие
аппараты (как пример тонких матриц sharp lq133k1la4a
и ltd133ex2x
)
12.1" обычные (НЕ широкоформатные матрицы)
идентичны по креплениям, исключения составляют матрицы имеющие фронтальные отверстия в виде ушей сбоку.
12.1" WIDE (широкоформатные матрицы)
имеют идентичные крепления
3. РАЗЬЁМ ЛАМПЫ
Разьёмы на лампах могут быть 4 типов (см. рисунок)
разьём A используется практически на всех матрицах
разьём С используется гораздо реже и в основном на ноутбуках toshiba
разьём В используется на очень старых матрицах или матрицах от настольного монитора
разьём D используется очень редко на экзотических матрицах
4. РАЗЬЁМ ПОДКЛЮЧЕНИЯ МАТРИЦЫ
Наиболее часто используемые в матрицах разьёмы для подключения на рисунках ниже.
Обычный 20и пиновый разьём ставится на матрицах старого образца, так же как и 14 пиновый, который используется очень редко.
20и пиновый разьём slim, он же гребёнка, уже экзотика и встречается, как правило на старых аппаратах.
Повсеместно сейчас используют 30и пиновые разьёмы на матрицах от 14" до
20" дюймов и 20и пиновые new standart на матрицах меньше 14 и дюймов,
которые заявленны в современной стандартизации.
Стандартный разьём 20pin
Стандартный разьём 30pin
Стандартный разьём 14pin
Разьём pin slim он же гребёнка
| ПИН | 30 PIN 1LVDS | 30 PIN 2LVDS | 20PIN STANDART | 20PIN STANDART + EEPROM | 14PIN STANDART | 20PIN NEW STANDART вар. А | 20PIN NEW STANDART вар. В
|
||||
| 1 | Ground | Ground | Pover suppli , 3,3V | Pover suppli , 3,3V | Pover suppli , 3,3V | Ground | Pover suppli , 3,3V
|
||||
| 2 | Pover suppli , 3,3V | Pover suppli , 3,3V | Pover suppli , 3,3V | Pover suppli , 3,3V | Pover suppli , 3,3V | Pover suppli , 3,3V | Pover suppli , 3,3V
|
||||
| 3 | Pover suppli , 3,3V | Pover suppli , 3,3V | Ground | Ground | Ground | Pover suppli , 3,3V | Ground
|
||||
| 4 | DDS 3V POVER | DDS 3V POVER | Ground | Ground | Ground | DDS 3V POVER | Ground
|
||||
| 5 | Reserved for LCD supplier test point | - LVDS differential data input, R0 - R5, G0 | - LVDS differential data input, R0 - R5, G0 | Reserved for LCD supplier test point | - LVDS differential data input, R0 - R5, G0
|
||||||
| 6 | DDC Clock | DDC Clock | + LVDS differential data input, R0 - R5, G0 | + LVDS differential data input, R0 - R5, G0 | DDC Clock | + LVDS differential data input, R0 - R5, G0
|
|||||
| 7 | DDC Data | DDC Data | Ground | Ground | DDC Data | Ground | |||||
| 8 | - LVDS differential data input, R0 - R5, G0 | - LVDS differential data input, R0 - R5, G0 | - LVDS differential data input, G1 - G5, B0 - B1 | - LVDS differential data input, G1 - G5, B0 - B1 | - LVDS differential data input, R0 - R5, G0 | - LVDS differential data input, G1 - G5, B0 - B1
|
|||||
| 9 | + LVDS differential data input, R0 - R5, G0 | + LVDS differential data input, R0 - R5, G0 | + LVDS differential data input, G1 - G5, B0 - B1 | + LVDS differential data input, G1 - G5, B0 - B1 | + LVDS differential data input, R0 - R5, G0 | + LVDS differential data input, G1 - G5, B0 - B1 | |||||
| 10 | Ground | Ground | Ground | Ground | Ground | Ground
|
|||||
| 11 | - LVDS differential data input, G1 - G5, B0 - B1 | - LVDS differential data input, G1 - G5, B0 - B1 | - LVDS differential data input, B2 - B5, HS/VS/DE | - LVDS differential data input, B2 - B5, HS/VS/DE | - LVDS differential data input, G1 - G5, B0 - B1 | - LVDS differential data input, B2 - B5, HS/VS/DE
|
|||||
| 12 | + LVDS differential data input, G1 - G5, B0 - B1 | + LVDS differential data input, G1 - G5, B0 - B1 | + LVDS differential data input, B2 - B5, HS/VS/DE | + LVDS differential data input, B2 - B5, HS/VS/DE | + LVDS differential data input, G1 - G5, B0 - B1 | + LVDS differential data input, B2 - B5, HS/VS/DE
|
|||||
| 13 | Ground | Ground | Ground | Ground | Ground | Ground | Ground
|
||||
| 14 | - LVDS differential data input, B2 - B5, HS/VS/DE | - LVDS differential data input, B2 - B5, HS/VS/DE | - LVDS differential clock input | - LVDS differential clock input | Ground | - LVDS differential data input, B2 - B5, HS/VS/DE | - LVDS differential clock input
|
||||
| 15 | + LVDS differential data input, B2 - B5, HS/VS/DE | + LVDS differential data input, B2 - B5, HS/VS/DE | +LVDS differential clock input | +LVDS differential clock input | _ | + LVDS differential data input, B2 - B5, HS/VS/DE | +LVDS differential clock input
|
||||
| 16 | Ground | Ground | Ground | Ground | _ | Ground | Ground
|
||||
| 17 | - LVDS differential clock input | - LVDS differential clock input | _ | DDS 3V POVER | _ | - LVDS differential clock input | DDS 3V POVER
|
||||
| 18 | +LVDS differential clock input | +LVDS differential clock input | _ | Reserved for LCD supplier test point | _ | +LVDS differential clock input | Reserved for LCD supplier test point
|
||||
| 19 | Ground | Ground | Ground | DDC Clock | _ | Ground | DDC Clock | ||||
| 20 | _ | - LVDS differential data input, even pixels, R0 - R5, G0 | Ground | DDC Data | _ | Ground | DDC Data
|
||||
| 21 | _ | + LVDS differential data input, even pixels, R0 - R5, G0 | _ | _ | _ | _ | _
|
||||
| 22 | Ground | Ground | _ | _ | _ | _ | _
|
||||
| 23 | _ | - LVDS differential data input, even pixels, G1 - G5, B0 - B1 | _ | _ | _ | _ | _
|
||||
| 24 | _ | + LVDS differential data input, even pixels, G1 - G5, B0 - B1 | _ | _ | _ | _ | _
|
||||
| 25 | Ground | Ground | _ | _ | _ | _ | _
|
||||
| 26 | _ | - LVDS differential data input, even pixels, B2 - B5, HS/VS/DE | _ | _ | _ | _ | _
|
||||
| 27 | _ | + LVDS differential data input, even pixels, B2 - B5, HS/VS/DE | _ | _ | _ | _ | _
|
||||
| 28 | Ground | Ground | _ | _ | _ | _ | _
|
||||
| 29 | _ | - LVDS differential clock input, even pixels | _ | _ | _ | _ | _
|
||||
| 30 | _ | + LVDS differential clock input, even pixels | _ | _ | _ | _ |
| Рис. 2. |
1 . О назначении первого вывода я могу лишь строить предположения. Возможно, он сигнализирует о физическом присутствии LCD в системе. Во всяком случае, без него можно обойтись.
2
3 . Питание +2.8V
4 . Выбор кристалла. Активный уровень - низкий. Его полноценное задействование имеет смысл в том случае, если шина данных используется более чем для одного устройства. В простейшем случае достаточно подать на него константу - логический "0".
5 . Обязательно должен быть подключен и программно доступен. Этот сигнал принимает разные уровни в зависимости от того, что записывается в LCD: команда (0) или данные (1). Здесь можно запутаться. Дело в том, что в концепции разработчиков микросхемы вместо понятия "команда" используется понятие записи в "индексный регистр". Это почти то же самое, но с указанием на архитектуру кристалла. Индексный регистр является указателем адреса того регистра, куда будут записываться данные. Иначе говоря, команда - это номер в адресном пространстве регистров, предназначенных для записи данных. В качестве данных могут быть как настройки режимов, так и графическая информация.
6 . Строб записи. Активный уровень низкий. Подключать обязательно. Когда записываемая информация на шине данных сформирована, этот сигнал должен быть переведен в активное состояние и обратно. При этом происходит запись информации в LCD.
7 . Строб чтения. Активный уровень низкий. Можно не использовать, подав на него константу - логическую единицу. Нужен только в том случае, если предполагается читать что-либо из LCD.
8
9,10,11,12 . Выводы сенсорной панели, которой нет.
13 . Общий анод светодиодов подсветки. Соответственно, подключается к плюсу источника питания подсветки.
14,15,16,17 . Катоды светодиодов подсветки. Подключаются к минусу источника питания подсветки. Причем, вместе их лучше не соединять из-за разброса параметров светодиодов.
18 . На этот вывод лучше подать константу, а вот какую - это дело личных предпочтений. Я решил подать логическую единицу. Нет, не от того, что к единицам больше тяготею, чем к нулям. Дело в том, что при этом возможности данного дисплея раскрываются по-максимуму. Надо отметить, что разработчики очень "постарались" с разрядностью шины данных и внутренних регистров. Так вот, подав логическую единицу на этот вход, мы получим аж 9-разрядную шину данных и максимальный набор цветовых и яркостных градаций. При нуле на этом входе становится ненужным вывод 19 (DB9), а шина данных превращается в 8-разрядную.
19...27 . Шина данных DB9...DB17. Без нее не обойтись.
28 . Аппаратный сброс. Активный уровень - низкий. Он нужен, но в самом простом случае к нему можно подключить даже обычную кнопку с подтягивающим резистором.
29 . Питание +2.5...3.3 V.
30 . Питание +2.8V.
31 . Подключается к общему проводу.
32 . Этот вывод сделан для красоты. Подключения не требует.
Для связи с компьютером использован простенький конвертер USB-RS232TTL на микросхеме PL-2303. Вовсе не обязательно применять именно такой конвертер, но у этого есть свои преимущества. Главное из них заключается в отсутствии необходимости подключать дополнительное питание. Все питающие напряжения можно получить прямо от этого модуля. Кроме обычного для USB напряжения +5V, данный модуль имеет выход +3.3V. Зачем создателям микросхемы PL-2303 понадобилось утруждаться формированием этого напряжения, я не очень понимаю. Казалось бы, питание подключенных к модулю устройств - не их забота, но раз такое напряжение уже сформировано, было бы грех этим не воспользоваться. С помощью диода VD1 и резистора R29 напряжение 3.3V снижается примерно до 2.8V и используется для питания LCD. В качестве VD1 подойдет любой кремниевый диод.
Микросхемы DD2 и DD3 питаются напряжением 5V, которое также снимается с модуля преобразователя интерфейса. С помощью этой же цепи питания формируется ток питания светодиодов подсветки. Величина этого тока ограничивается резисторами R30...R33. Соединять катоды светодиодов подсветки между собой не рекомендуется.
На резисторах R3...R26 собраны делители напряжения. Они нужны для понижения уровня логической "1" сигналов, поступающих с выходов микросхем DD2, DD3 на входы LCD. Если этого не сделать, на входах LCD будет появляться напряжение логической "1", значительно превышающее напряжение питания LCD, что недопустимо.
Эмуляция интерфейса LCD выполняется путем последовательного наполнения сдвиговых регистров DD2 и DD3. Благодаря наличию в этих микросхемах дополнительного регистра хранения, процесс их наполнения не меняет состояние выходов до тех пор, пока не будет подан сигнал параллельной загрузки на выводы 12. Это позволяет управлять логическим уровнем любого разряда на выходах Q0...Q7 указанных микросхем, оставляя неизменными состояния остальных выходов.
Для наполнения сдвиговых регистров (74595) на вывод 14 микросхемы DD2 последовательно подаются вводимые данные, начиная со старшего разряда. Сдвиг выполняется положительным фронтом синхроимпульса на выводах 11 обеих микросхем. По окончании наполнения регистров на выводы 12 микросхем DD2 и DD3 подается импульс логической единицы, по фронту которого происходит одновременное (параллельное) отображение накопленных последовательным способом данных на выходах регистров. Передача сдвигаемых данных от DD2 к DD3 выполняется при помощи вывода 9 микросхемы DD2, который отражает состояние старшего разряда сдвигового регистра, минуя параллельный регистр хранения. В общей сложности для управления сдвиговыми регистрами как описано выше требуется три сигнала: данные, сдвиговый синхроимпульс и синхроимпульс параллельного вывода.
Указанные сигналы формируются программно на выходах DTR, RTS и TXD конвертера USB-RS232TTL. Сигналы DTR, RTS и TXD в данном случае используются нестандартно, но никакого "криминала" в этом нет, и, как показывает опыт, такой метод достаточно надежен. Задействованный в данной схеме конвертер не имеет удобно выведенных выходов DTR и RTS, поэтому пришлось прорезать окно в термоусадочной оболочке и припаять проводники напрямую к выводам микросхемы PL-2303. У данной микросхемы на выводе 1 формируется сигнал TXD, на выводе 2 - DTR, на выводе 3 - RTS. Но такой метод получения доступа к необходимым сигналам подойдет не всем - пайка мелкая. Расстояние между первым и четырнадцатым выводами микросхемы PL-2303 составляет всего 8,8 мм. Можно пойти другим путем - применить конвертер USB-RS232TTL в виде шнура-переходника. Тогда все необходимые сигналы можно снять с обычного разъема, как у COM-порта. Питание схемы в этом случае придется организовывать другим способом. При замене конвертера USB-RS232TTL на другую модель необходимо учитывать возможность инвертирования (или его отсутствия) некоторых сигналов в зависимости от модели конвертера. Нет никаких требований по инвертированию, которые влияли бы на выбор конвертера. Нужно лишь иметь в виду, что может потребоваться внести соответствующую поправку в программу (в самом начале скрипта, где описаны настроечные константы).
В цепи питания 5 В и 2,8 В полезно добавить конденсаторы емкостью 0,1...1 мкф, чтобы снизить вероятность сбоя из-за помех по питанию.
3. Программная часть
Аппаратная часть подключения данного LCD не содержит в себе ничего особенного, если не обращать внимания на девятиразрядность шины данных, что, впрочем, не страшно. А вот с точки зрения программирования данного дисплея можно сказать, что его создатели намудрили основательно: все внутренние регистры считаются 18-разрядными (даже индексный, использующий всего 7 разрядов), запись из-за этого всегда выполняется двумя операциями (сначала - старшие 9 бит, затем - 9 младших), инструкции в то же время 16-разрядные (что вызывает особый "перекос" с 18-разрядным внутренним регистром записи), а графические данные используют все 18 бит при условии, что шина данных работает в 9-разрядном режиме. Причем три элементарных цветовых пикселя в одной триаде передаются также за две операции записи: сначала 6 бит красного и 3 старших бита зеленого, затем 3 младших бита зеленого и 6 бит синего. Ко всему в придачу алгоритм инициализации придуман как будто с расчетом "чтобы враги не догадались" - для запуска данного LCD требуется обилие замысловатых настроек и команд.
 |
|
Рис. 4. Каждый из этих симпатичных квадратиков нарисован на фоне цветового шума при помощи следующего алгоритма:
|
С учетом вышесказанного, рассматриваемый LCD трудно назвать простым для программирования. Делаю такой вывод, имея возможность сравнивать: в прошлом довелось "поиграться" с похожим экранчиком, имеющим также разрешение 240x320 и такую же диагональ. Но тот LCD удалось запустить в буквальном смысле голыми руками - схема подключения состояла только из батареек (питание), проводов, кнопок и не содержала никаких микросхем! Шина данных там была 8-разрядная. Каждая запись в LCD состояла из одной операции записи. Элементарные цветовые пиксели кодировались каждый своим целым байтом. Команды для инициализации приходилось набирать перемычками. Всего команд для запуска дисплея нужно было штуки три и это было не трудно. И все получилось! С описываемым в данной статье LCD такой фокус бы не прошел.
Рассмотрим основные принципы программирования LCD. Сигнал аппаратного сброса (вывод 28 LCD) может быть полностью аппаратным, или же, как в нашем случае, - программно управляемым. Работа с LCD начинается с подачи активного логического уровня на вход сброса, после чего данный сигнал возвращается в неактивное состояние. Далее программное взаимодействие с LCD состоит из операций записи в него и чтения из него. В самом простом случае можно обойтись только операциями записи. Так и сделано в рассматриваемом примере.
Теперь подробнее об особенностях данного LCD, которые необходимо учитывать при его программировании. Прежде всего необходимо знать, что запись любой информации в данный LCD выполняется в два этапа. Это позволяет передать 18 бит через 9-разрядную шину данных. Никаких специальных переключателей, позволяющих отличить первую половину данных от второй, не предусмотрено. "Склеивание" 18-разрядного слова происходит внутри дисплея автоматически. Нужно лишь соблюдать последовательность - первыми идут старшие биты, затем - младшие. Далее, чтобы избежать путаницы, будем называть такую двойную запись полным циклом записи (ПЦЗ).
Различают передачу в LCD команд и данных. Аппаратно эти два вида ПЦЗ четко разделены при помощи сигнала "RS" (вывод 5 дисплея). Данные тоже различаются: в зависимости от ранее переданной команды это могут быть установки режимов и настроек, либо отображаемые на экране графические данные. Во втором случае данные можно передавать многократно, не повторяя ввод команды, - внутренний счетчик адреса LCD после каждого ПЦЗ автоматически увеличивается на единицу, что выглядит на экране, как переход к следующей RGB-триаде элементарных пикселей.
Что бы мы ни пытались сообщить дисплею, первым всегда идет ПЦЗ команды. По-другому это еще называют записью в индексный регистр. Код, который мы заносим в этот регистр по сути является номером одного из регистров, предназначенных для приема данных. Это значит, что заполняя индексный регистр (передавая команду), мы сообщаем тому или иному регистру данных, что последующая запись данных будет производиться в него. После ПЦЗ команды выполняется один или множество ПЦЗ данных. LCD различает запись данных и запись команд с помощью своего 5-го вывода (RS), устанавливаемого в состояние логического нуля при записи команд, и в состояние логической единицы - при записи данных. Вот, собственно, и все, что касается общего подхода к программированию LCD, но есть свои особенности в распределении разрядов 18-разрядного слова внутри ПЦЗ.
Возьмем, к примеру, ПЦЗ в индексный регистр. Этот регистр в действительности использует всего 7 бит. Обратите внимание на рисунок, показывающий соответствие между передаваемой информацией и записываемой в регистр.
Данные для той или иной команды являются 16-разрядными (кроме графических). На следующем рисунке показано, как передаваемые за один ПЦЗ 18 разрядов "упаковываются" в 16-разрядный регистр данных.
И, наконец, передача в LCD одного полного RGB-пикселя (триады) также не лишена особенностей. Данные одной триады передаются за один ПЦЗ. На рисунке показано кодирование триады (18 бит = 6 бит "R" + 6 бит "G" + 6 бит "B").
Желающие могут . Написана она в виде скрипта (файл "Тест LCD 240RGBx320.pms" в папке "PMS"), для исполнения которого требуется интерпретатор, входящий в состав программы "Перпетуум М". также можно по прямой ссылке. Таким образом должно получиться два архивных файла. Установка программного обеспечения сводится лишь к созданию новой папки на жестком диске и распаковке в нее содержимого обоих архивов. После этого можно запускать файл perpetuum.exe
Программа (скрипт) содержит функции эмуляции интерфейса LCD, алгоритм инициализации дисплея и тесты, два из которых заполняют экран черными и белыми полями, а третий выводит картинку. Просматривать и изменять данную программу можно с помощью обычного текстового редактора. Перед первым запуском программы уточните в диспетчере устройств Windows имя используемого порта и, при необходимости, внесите соответствующую поправку в текст скрипта (строка: "ИмяПорта="COM4";" - вместо цифры 4 может стоять другая цифра). Также при использовании другой модели конвертера USB-RS232TTL может потребоваться изменение настроек инвертирования сигналов (строки скрипта, начинающиеся со слова "Высокий"). Проверить инвертирование сигналов конвертером USB-RS232TTL можно с помощью одного из примеров, содержащегося в инструкции к программе "Перпетуум М" (раздел функций для работы с портом).
Здесь также можно найти . Эта таблица поможет разобраться в режимах и настройках дисплея.
Кроме PL-2303 существуют и другие микросхемы, на которых создаются конвертеры интерфейса, подобные использованному в данной разработке. Читайте описание ещё одного преобразователя и о его доработке до полноценного USB-RS232TTL.
Всем привет. В последнее время, очень часто можно увидеть статьи и видеоролики о переделках старых матриц от ноутбуков, убитых мониторов на полноценные телевизоры. О такой переделке и пойдет речь в данной статье, но перед этим немного предыстории.
Где то год назад, мне на ремонт принесли монитор, в котором воспламенился провод питания подсветки. Сама матрица не пострадала, но часть органического стекла, которое служит рассеивающей линзой, прогорело. Так же, лопнули 2 лампы подсветки и выгорел сам инвертор. Озвучив хозяину цену ремонта, тот решил его не ремонтировать. Через некоторое время, я купил этот монитор на запчасти.
Спустя несколько месяцев, я решил попробовать восстановить данный монитор, использовав при этом минимальный бюджет. Так как красивой картинки ожидать не приходилось, вместо CCFL ламп я установил обычную светодиодную ленту на 12 вольт , предварительно выбрав на радио рынке самую яркую. Для реализации включения подсветки, использовал полевой транзистор, который подавал питание на светодиоды, получив сигнал включения подсветки с маин платы. Как это реализуется, опишу ниже. Монитор заработал, и при этом качество картинки меня очень порадовало. Если присмотреться, сверху были видны маленькие заветы, но они мне не мешали.
Так монитор работал несколько месяцев, ровно до того момента, пока мне не понадобился еще один телевизор, не большой диагонали. Для реализации этой задачи, я решил использовать универсальный скалер (контроллер монитора).
Что необходимо для переделки монитора на телевизор?
Для переделки нам понадобится:
Выбираем скалер
На самом деле, скалеров существует огромное множество, но я буду рассматривать лишь те, которые подходят именно для переделки монитора в телевизор. Универсальными эти платы называют не зря, так как они поддерживают почти все модели матриц, которые существуют. Ознакомившись с разными статьями о этих платах, выяснил, что для реализации моей задачи наиболее подходят 3 универсальных скалера.
Подсветка монитора
Подсветка монитора может быть выполнена 2-вариантами: используя лампы или Led светодиоды. Для определения типа подсветки, необходимо разобрать монитор, и добраться до матрицы.
После разборки, обращаем внимание на то, какие провода выходят с боку матрицы. Если разъемы будут такого типа как на картинке ниже, то у вас стоит подсветка на лампах, так называемая подсветка.
CCFL подсветка
В таком случае, нужно заказать инвертор для CCFL ламп.
От количества разъемов для ламп зависит то, на сколько каналов нужен инвертор. Обычно, в мониторах используются инверторы на 4 лампы. Если Вы захотите переделать матрицу от ноутбука, то там используется только одна лампа, и инвертор нужен соответствующий.
Если таких проводов нет, а внизу монитора есть разъем на 6 пинов, то у Вас используется Led подсветка. Тогда необходим Led инвертор.
Led инвертор
Если никаких проводов от матрицы не выходит, а подключен один шлейф, то инвертор Вам не нужен, он уже есть на самой плате матрицы.
Выбор шлейфа от скалера к монитору
К выбору шлейфа необходимо отнестись очень серьёзно, так как от этого зависит работоспособность всей системы. Я шлейф не покупал, а по даташиту переделал старый, Вы же можете купить уже готовый. Что выбирать, решайте сами, я же опишу и тот и другой способ.
Для определения типа шлейфа, заходим на сайт http://www.panelook.com , и в строку поиска вводим название нашей матрицы. Посмотреть само название, можно на наклейке, которая находится с тыльной стороны матрицы.
наклейка на матрице. Модель CLAA170EA 07Q
После этого, мы получаем всю необходимую информацию, которая нам приходится так же для выбора прошивки.
Информация о матрице.
Разберем детальней.
— Diagonal Size: Размер нашей матрицы. В нашем случае 17 дюймов.
— Pixel Format: Расширение экрана. Ключевая информация для выбора прошивки скалера. В моем случае 1280(RGB)×1024
— Interface Type: Это и есть наш разъем под шлейф. Для моей матрицы нужен шлейф на 30 пинов, шина LVDS должна иметь 2 канала на 8-bit. Ссылки на популярные шлейфы выложу в конце статьи. Я этот шлейф буду переделывать из старого, процесс опишу позже.
— Power Supply: Напряжение питания матрицы.В моем случае это 5 вольт.
— Light Source: Здесь вся информация о подсветке. CCFL означает, что используется подсветка на 4 лампы, так что и инвертор нужен соответствующий. Выше, я описал как выбрать подходящий инвертор, не используя этот сайт.
Блок питания
Блок питания необходим 12 вольт. Его мощность зависит от диагонали монитора, должна составлять не менее 4 ампер. Если в корпусе монитора мало места, то лучше купить выносной блок питания, я же буду использовать блок питания планшетного типа, который установлю в корпус монитора.
Процесс переделки монитора на телевизор
Так как монитор у меня не первой свежести, я выбрал скалер без поддержки всех наворотов, то есть LA.MV29.P. Если Вы выбираете любой другой скалер, подключение у них идентичные, просто будете использовать соответствующую прошивку.
Доставка составила всего 15 дней. В комплект входит сама плата, пульт и ИК приемник. Пульт правда мне достался с китайскими надписями, но в ссылках все скалеры будут с англоязычной клавиатурой.
Переделывать буду монитор LG Latron 17 дюймов
Первым делом разобрал монитор, и извлек все внутренности.
Убрал все платы, вместе с металлическим кожухом
После разборки, начал искать наиболее удобное место для установки скалера. Так как у меня монитор старого образца, и в нем много свободного места, то плата свободно там помещается вместе с блоком питания. Плату установил в верхнюю часть монитора, и паяльником сделал отверстия под выходы скалера.
Место установки скаллера
Вышло как-то так.
Чтобы не забыть, сразу установил перемычку питания матрицы в положение 5 вольт. Вы же выбирайте положение, исходя из даташита на свою матрицу, или используйте сайт panelook.com, просмотрев значение в поле Power Supply.
Перемычка, которая определяет напряжение питания матрицы
Далее, занялся подключением кнопок. Кнопки подключаются очень легко. На старой панели клавитуры, я выпаял все лишние резисторы, перемычки, а оставил лишь кнопки. Далее, один конец всех кнопок спаял проводником между собой, и подключил к вывод GND (на землю «-«), а на второй вывел провода из платы. Какая кнопка за что будет отвечать на старой плате, решайте сами. У меня на панели предусмотрено всего 5 кнопок, так что я пожертвовал кнопкой ОК.
Обозначение подключений
Расшифровка обозначений
K0 — Кнопка включения
К1 — Громкость +
К2 — Громкость —
К3 — Кнопка выбора (OK)
К4 — Кнопка меню
К5 — Канал +
К6 — Канал —
подключение кнопок на схеме
Пины GRN и RED означают состояние светодиода. Сделано это для двух цветных светодиодов на 3 ножки. Одна ножка подключается на землю «-«, вторая и третья на ножки подключаются к GRN и RED. У меня такого светодиода не оказалось, так что я подключил только красный светодиод, который горит когда телевизор находится в дежурном режиме, и тухнет когда телевизор включается.
По ик приемнику, проблем возникнуть не должно, все описано в на картинке.
Разъема не нашел, просто припаял провода к пинам.
Таким образом уложил провода
Как я говорил раньше, шлейф я использовал родной. Он вставлялся в разъем скалера нормально, но имел совсем другую распиновку. Чтобы не путаться, я вынул все провода из разъема, нажимая на соответствующий выступ на контакте.
Процесс изъятия проводов из разъема
Распиновка скаллера
Распиновку матрицы взял из даташита. Вот так она выглядит.
Распиновка матрицы CLAA170EA07Q
Подключение получается как бы инверсное, с одной стороны матрицы Vcc
это контакты 28,29,30, с со стороны матрицы это 1,2,3.
Обратите внимание, что на сигналах выходящих из скалера, впереди стоит буква «T»(transfer)
, а на матрице R(received)
.
К примеру, сигнал от скалера TXO1- подключаем в пину матрицы RXO1-, если проще, просто не смотрим на первую букву.
Набор коннектора.
Когда с этим закончил, приступил к подключению подсветки. Так как у меня подсветка не стандартная, а уже переделанная, мне пришлось использовать как ключ, который бы включал подсветку при подачи сигнала со скалера. Кому интересно как я подключил транзистор, схема ниже.
Подключение NPN полевика как ключа
В Вашем случае нужно будет лишь подключить инвертор к разъему, и все заработает.
Обозначение пинов на подсветку монитора
Последствия предыдущей поломки монитора, следы сгоревшего провода на подсветку
Собрав все до кучи, осталось лишь прошить скалер.
Прошивка скалера
К выбору прошивки, необходимо отнестись серьезно, так как если Вы не правильно выберите прошивку, то перепрошить заново скалер можно будет только через программатор.
Рассмотрим выбор прошивки для матрицы CLAA170EA 07Q.
Информация о матрице.
Получаем такую информацию: 2 канала, 8 бит, расширение 1280 х 1024, питание 5 вольт. После скачивания прошивок, ищем похожую среди файлов.
Выбор прошивки.
В файле выбираем нужное расширение, биты и напряжение питания матрицы. Заходим в эту папку, и видим файл, который нужно разархивировать, и положить в корень флешки.
Подключаем флешку к скаллру и подаем питание на плату. Светодиод на панели должен начинает моргать. Ждем пока светодиод перестанет моргать, после чего телевизор можно включить с пульта или кнопки.
Прошивки находятся здесь:
- Для тюнера с Т2, продавец отправляет прошивки срезу после покупки. Мне высылал такую: Z. VST.3463.A
После прошивки, я сразу зашел в настройки языка, и выставил русский язык. Далее, запустил авто поиск.
Авто поиск каналов.
Каналы скалер принимает отлично. Динамики заказал позже, так что временно приклеил на термо клей те, что были под рукой.
Loading...