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キャラクタＬＣＤの６ピン制御

　キャラクタＬＣＤは、１４ピンをもち、４種類に分けられる。

電源ピン         Vdd GND
コントラスト調整 Vo
制御ピン         E RS WR
データ           DB0 -> DB7

　通常は、キャラクタＬＣＤからデータを入力することは殆どないので
　WRピンを、０Ｖに固定し、書き込みだけできるようにすればよい。

　制御ピンがE RS の２本、データピンが８本の合計１０ピンで、表示を
　制御できる。

　ＬＣＤ制御のデファクトスタンダードのＨＤ４７７８０では、データを
　４ビット２回に分けて転送するモードをもつ。このインタフェースを
　もつＬＣＤでは、１０ピンから、さらに４ピン減らした６ピン制御が
　できる。

最下層処理
　ＬＣＤにデータを転送するシーケンスは、以下とする。

ＥをＬにする
ＲＳを、ＨかＬのどちらかに設定
データの上位４ビットを出力
ＥをＨにする
ＥをＬにする
データの下位４ビットを出力
ＥをＨにする
ＥをＬにする



最下層処理関数
　メモリマップドＩ／ＯとＩ／ＯマップドＩ／Ｏで、動作の違いがあるので
　それぞれの関数を定義する。

　メモリマップドＩ／Ｏの場合

typedef unsigned char UBYTE ;

#define OFF 0
#define ON  OFF+1

void  put_lcd_primitive(UBYTE which,UBYTE dat)
{
  UBYTE i,tmp ;

  tmp = dat ;
  LCD_E  = OFF ;
  LCD_RS = which ;
  /* upper nibble */
  LCD_NIBBLE = (tmp >> 4) & 0x0f ;
  LCD_E = ON ;
  LCD_E = OFF ;
  /* lower nibble */
  tmp &= 0x0f ;
  LCD_NIBBLE = tmp ;
  LCD_E = ON ;
  LCD_E = OFF ;
}

　Ｉ／ＯマップドＩ／Ｏの場合

#define LCD_E  0x20
#define LCD_RS 0x10

void put_lcd_primitive(UBYTE which,UBYTE dat)
{
  UBYTE ctmp;
  /* 0 -> E */
  ctmp &= ~LCD_E ;
  outp( LCD_CP , ctmp );
  /* RS */
  ctmp &= ~LCD_RS ;
  if ( which ) { ctmp |= LCD_RS ; }
  outp( LCD_CP , ctmp );
  /* upper nibble */
  ctmp &= 0xf0 ;
  ctmp |= ((dat >> 4) & 0x0f) ;
  outp( LCD_DP , ctmp );
  /* 1 -> E */
  ctmp |= LCD_E ;
  outp( LCD_CP , ctmp );
  /* 0 -> E */
  ctmp &= ~LCD_E ;
  outp( LCD_CP , ctmp );
  /* lower nibble */
  ctmp &= 0xf0 ;
  ctmp |= dat & 0x0f ;
  outp( LCD_DP , ctmp );
  /* 1 -> E */
  ctmp |= LCD_E ;
  outp( LCD_CP , ctmp );
  /* 0 -> E */
  ctmp &= ~LCD_E ;
  outp( LCD_CP , ctmp );
}


初期化処理
　８ビットデータアクセスの場合は、以下のように初期化する。

最短15ms待ち
RS=L状態で、0x30を転送
最短4.1ms待ち
RS=L状態で、0x30を転送
最短100us待ち
RS=L状態で、0x30を転送
RS=L状態で、0x20を転送
RS=L状態で、0x28を転送
RS=L状態で、0x08を転送
最短2ms待ち
RS=L状態で、0x0eを転送
最短1ms待ち
RS=L状態で、0x06を転送
最短1ms待ち
RS=L状態で、0x01を転送
最短1ms待ち

　ｍｓ単位での時間待ちをすることができる関数があるとして
　次のように、初期化コードを記述する。

void init_lcd(void)
{
  /* initialize hardware */
  delay_ms(45) ;
  put_lcd_p4(OFF,0x30); /* select 8 bits */
  delay_ms(5) ;
  put_lcd_p4(OFF,0x30); /* select 8 bits */
  delay_ms(1);
  put_lcd_p4(OFF,0x30); /* select 8 bits */
  delay_ms(1);
  /* set function */
  put_lcd_p4(OFF,0x20); /* select 4 bits */
  delay_ms(1);
  /* select 2 line display */
  put_lcd_function(0x28);
  delay_ms(1);
  /* display off */
  put_lcd_function(0x08);
  delay_ms(1);
  /* display on , cursor appear */
  put_lcd_function(0x0e);
  delay_ms(1);
  /* entry mode*/
  put_lcd_function(0x06);
  delay_ms(1);
  /* clear */
  put_lcd_function(0x01);
  delay_ms(1);
}

　８ビットのバスインタフェースの場合
　初期化関数は、以下となります。

void init_lcd(void)
{
  /* initialize hardware */
  delay_ms(15) ; /* 15ms */
  put_lcd_primitive(OFF,0x30);
  delay_ms(5) ; /* 5ms */
  put_lcd_primitive(OFF,0x30);
  delay_ms(1); /* 1ms */
  put_lcd_primitive(OFF,0x30);
  delay_ms(1); /* 1ms */
  /* set function */
  put_lcd_primitive(OFF,0x38);
  put_lcd_primitive(OFF,0x08);
  put_lcd_primitive(OFF,0x01);
  delay_ms(2); /* 2ms */
  put_lcd_primitive(OFF,0x0c);
}


文字列表示
　行と桁を指定し、文字列を表示するには、次のシーケンスを実行する。

桁と行から、ＬＣＤ内部のメモリアドレスを求める
メモリアドレスを転送
１文字ずつ転送

　２行のＬＣＤでは、次のようにアドレスがエントリーを指定されている
　０行０桁　→　０ｘ００
　１行０桁　→　０ｘ４０

　４行のＬＣＤでは、次のようにアドレスがエントリーを指定されている
　０行０桁　→　０ｘ００
　１行０桁　→　０ｘ４０
　２行０桁　→　０ｘ１４
　３行０桁　→　０ｘ５４

文字列表示の関数を定義すると、次のようになる。
#define MASK80 0x80

void  put_lcd_str(UBYTE r,UBYTE c,UBYTE *ptr)
{
  UBYTE adr ;
  /* check range */
#ifdef LCD_4LINES
  if ( r >  3 ) return ;
  if ( c > 19 ) return ;
#else
  if ( r >  1 ) return ;
  if ( c > 15 ) return ;
#endif
  /* set address */
  switch ( r ) {
    case  1 : adr = 0x40 ; break ;
    case  2 : adr = 0x14 ; break ;
    case  3 : adr = 0x54 ; break ;
    default : adr = 0x00 ; break ;
  }
  adr += c ;
  adr |= MASK80 ;
  put_lcd_primitive(OFF,adr);
  while ( *ptr != '\0' ) {
    put_lcd_primitive(ON,*ptr);
    ptr++ ;
  }
}

　AVRで利用できる、初期化、最下層処理
　ラッパー関数をまとめると、以下。

void init_lcd(void)
{
  /* initialize hardware */
  delay_ms(45) ;
  put_lcd_p4(OFF,0x30); /* select 8 bits */
  delay_ms(5) ;
  put_lcd_p4(OFF,0x30); /* select 8 bits */
  delay_ms(1);
  put_lcd_p4(OFF,0x30); /* select 8 bits */
  delay_ms(1);
  /* set function */
  put_lcd_p4(OFF,0x20); /* select 4 bits */
  delay_ms(1);
  /* select 2 line display */
  put_lcd_function(0x28);
  delay_ms(1);
  /* display off */
  put_lcd_function(0x08);
  delay_ms(1);
  /* display on , cursor appear */
  put_lcd_function(0x0e);
  delay_ms(1);
  /* entry mode*/
  put_lcd_function(0x06);
  delay_ms(1);
  /* clear */
  put_lcd_function(0x01);
  delay_ms(1);
}

void  put_lcd_function(UBYTE xdat)
{
  put_lcd_primitive(OFF,xdat);
}

void  put_lcd_data(UBYTE xdat)
{
  put_lcd_primitive(ON,xdat);
}

void put_lcd_primitive(UBYTE which,UBYTE dat)
{
  put_lcd_p4(which,dat & MASKF0);
  put_lcd_p4(which,(dat << 4) & MASKF0);
}

void  put_lcd_p4(UBYTE which,UBYTE dat)
{
  /* LCD_E : OFF */
  PORTD &= ~(1 << LCD_E) ;
  /* LCD_RS : ON or OFF */
  PORTD &= ~(1 << LCD_RS) ;
  if ( which ) { PORTD |= (1 << LCD_RS) ;}
  /* nibble */
  {
    /* clear upper nibble */
    PORTD &= MASK0F ;
    /* impress upper nibble */
    PORTD |= (dat & MASKF0) ;
    /* trigger H */
    PORTD |=  (1 << LCD_E) ;
    /* delay */
    delay_ms(1);
    /* trigger L */
    PORTD &= ~(1 << LCD_E) ;
  }
}

void  put_lcd_str(UBYTE r,UBYTE c,UBYTE *ptr)
{
  UBYTE adr ;
  /* check range */
  if ( r > 1 ) return ;
  if ( c > 7 ) return ;
  /* set address */
  adr = 0x00 ;
  if ( r ) { adr += 0x40 ; }
  adr += c ;
  adr |= MASK80 ;
  put_lcd_function(adr);
  /* send character */
  for ( adr = c ; adr < 16 ; adr++ ) {
    put_lcd_data(*ptr);
    ptr++ ;
  }
}

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