wyswietlacze graficzne bascom cz1.pdf

K Ą C I K B A S C O M O W Y

Obsługa wyświetlaczy

graﬁcznych w Bascom,

część 1

W tym odcinku przedstawimy

dwa przykłady obsługi

wyświetlaczy graﬁcznych

o rozdzielczości 128*64

pikseli, z kontrolerami typu

KSx i T6963C. Obsługa

wyświetlacza z kontrolerem

SED jest identyczna jak

wyświetlacza z kontrolerem

KSx, więc i z tego typu

wyświetlaczami nie powinno

być problemów.

Wyświetlacze graﬁczne są co-

raz tańsze i z tego względu da się

zauważyć ich coraz częstsze wy-

korzystywanie. Nie są to elementy

trudne w obsłudze, w porównaniu

z popularnymi wyświetlaczami alfa-

numerycznymi dają większe możli-

wości. Na wyświetlaczu graﬁcznym

można wyświetlić nie tylko znaki

alfanumeryczne dowolną, przygoto-

waną czcionką, ale także elementy

graﬁczne. Obsługa wyświetlaczy gra-

ﬁcznych w Bascom tak, jak wyświe-

tlaczy alfanumerycznych jest dosyć

prosta. Bez większych problemów

można z tego typu wyświetlaczami

budować dosyć ambitne urządzenia.

Przykładowo, w przypadku mierni-

ka temperatury, można zmierzoną

temperaturę w określonym czasie

wyświetlać dodatkowo na wykresie.

W Bascomie jest możliwość obsługi

wyświetlacza z trzema popularnymi

sterownikami: KS0107B, KS0108B

lub T6963C oraz SED.

Bascom oferuje wiele instrukcji,

które ułatwiają obsługę wyświetla-

czy graﬁcznych. Dostępne są in-

strukcje, które umożliwiają zapale-

nie wybranego piksela, narysowanie

linii, okręgu lub wyświetlenie gra-

ﬁki. Dla wyświetlaczy graﬁcznych

nie posiadających własnego genera-

tora znaków, możliwe jest załącze-

nie w programie pliku z fontami,

którego znaki można na nich wy-

świetlać. Dodatkowo, w Bascomie,

pracę z wyświetlaczami graﬁcznymi

ułatwiają zawarte w nim narzędzia,

którymi są: Graphic Converter –

umożliwia dokonanie konwersji pli-

ku z graﬁką na postać akceptowaną

przez wyświetlacz oraz Font Editor

– umożliwia przygotowanie własne-

go lub modyﬁkację istniejącego pli-

ku z fontami (znakami), które moż-

na wyświetlić na wyświetlaczu gra-

ﬁcznym. Przedstawimy dwa przy-

kłady. Pierwszy, będzie dotyczył

wyświetlacza graﬁcznego ze ste-

rownikiem KSx w ramach, którego

zaprezentujemy działanie instrukcji

rysujących linie, koła, wyświetlają-

cych znaki z zaimportowanego pli-

ku z fontami oraz wyświetlającymi

graﬁkę (również z prostą animacją).

Narysowany zostanie także wykres

funkcji trygonometrycznych sin oraz

cos. Drugi przykład będzie prezen-

tował aspekty obsługi wyświetlacza

z kontrolerem T6963C. W ramach

tego przykładu zostanie przedsta-

wiony program realizu-

jący analogowy zegar

(ze wskazówkami) z da-

townikiem. Jak można

się spodziewać i jak się

okaże, realizacja tego

typu zegara w Bascom,

może być w miarę pro-

sta. W wyświetlaczach

graﬁcznych, których ob-

sługa odbywa się za

pomocą Bascoma, może

być problem dołączenia

ich do mikrokontrole-

ra i ich konﬁguracji. Dodatkowo

większość wyświetlaczy graﬁcznych

potrzebuje ujemnego napięcia dla

układu regulacji kontrastu. Zatem

przedstawiamy także sposób dołą-

czenia wyświetlaczy do mikrokon-

trolera, jego konﬁguracji oraz wy-

tworzenia ujemnego napięcia dla

obwodów regulacji kontrastu.

Wyświetlacze z kontrolerem

KSx

Wyświetlacze z kontrolerem

KS0107B lub KS0108B mają 8–bito-

wy interfejs komunikacyjny, 8192

bitową pamięć RAM oraz są zasila-

ne napięciem 5 V. Na rys. 1 przed-

stawiono schemat blokowy wyświe-

tlacza JM12864a, który wykorzysta-

no w ramach tego przykładu. Może

on zawierać kontroler KS0107B lub

KS0108B, ma rozdzielczość 128x64

pikseli oraz podświetlenie za po-

mocą diod LED. Warto wiedzieć,

Rys. 1. Schemat blokowy wyświetlacza LCD ze

sterownikiem KS0107B

Elektronika Praktyczna 8/2005

K Ą C I K B A S C O M O W Y

List. 1.

‘Przyklad obslugi wyswietlacza graﬁcznego JM12864A (128*64) z kontrolerem KS0107B lub KS0108B

‘W programie pokazano dzialanie instrukcji przeznaczonych dla wyswietlaczy graﬁcznych jak:

‘wyswietlenie tekstu, rysowanie linii, okregu, punktu na podstawie ktorego obliczone i narysowane zostaly wykresy SIN oraz COS

‘Poprzez wyswietlenie dwoch roznych bitmap pokazana zostala prosta animacja.

‘Marcin Wiazania

‘marcin.wiazania@ep.com.pl

$lib „glcdKS108.lib” ‘zalaczenie biblioteki obslugujacej wyswietlacz z kontrolerem KS

$lib „FP_Trig.lib” ‘zalaczenie biblioteki funkcji trygonometrycznych

$crystal = 4000000 ‘wartosc czestotliwosci oscylatora taktujacego mikrokontroler

$regﬁle = „m8def.dat” ‘wskazanie pliku z deﬁnicjami rejestrow dla mikrokontrolera ATmega8

Conﬁg Graphlcd = 128 * 64sed , Dataport = Portd , Controlport = Portb , Ce = 0 , Ce2 = 1 , Cd = 4 , Rd = 3 , Reset = 2 , Ena-

ble = 5 ‘konﬁguracja rodzaju oraz wyprowadzen wyswietlacza graﬁcznego

‘port danych dolaczony do Portd

‘linia CS1 dolaczona do Portb.0

‘linia CE2 dolaczona do Portb.1

‘linia CD dolaczona do Portb.4

‘linia RD dolaczona do Portb.3

‘linia RESET brak

‘linia ENABLE dolaczona do portb.5

$eeprom ‘poczatek zapisu danych do pamieci EEPROM

Rys2: ‘etykieta wskazujaca na rysunek 2

$bgf „rysunek2.bgf” ‘zapis do EEPROM podczas programowania plik rysunek2.bgf

$data ‘poczatek pamieci programu mikrokontrolera

Declare Sub Rys_fun(byval R As Byte , Byval Poz As Byte) ‘procedura rysujaca funkcje trygonometryczne - par poz wskazuje na

pozycje na LCD a par R na rodzaj funkcji tryg

Dim I As Byte ‘zmienna licznikowa

Dim S As Word ‘zmienna licznikowa

Dim W As Single ‘zmienna pomocnicza przy obliczaniu wartosci funkcji tryg

Dim Y As Integer ‘zmienna wskazujaca pozycje Y wyswietlacza

Dim X As Word ‘zmienna wskazujaca pozycje X wyswietlacza

Cls ‘czyszczenie LCD

Setfont Font8x8 ‘wybranie rodzaju fontu (czcionki) dla wyswietlacza graﬁcznego

Lcdat 2 , 22 , „Elektronika” ‘wyswietlenie tekstu

Lcdat 3 , 27 , „Praktyczna” ‘wyswietlenie tekstu

Lcdat 5 , 40 , „Bascom” , 1 ‘wyswietlenie tekstu

Lcdat 6 , 52 , „AVR” , 1 ‘wyswietlenie tekstu

Line(10 , 5) -(118 , 5) , 1 ‘wyswietlenie linii - rysowanie prostokatu

Line(118 , 5) -(118 , 51) , 1 ‘wyswietlenie linii - rysowanie prostokatu

Line(118 , 51) -(10 , 51) , 1 ‘wyswietlenie linii - rysowanie prostokatu

Line(10 , 51) -(10 , 5) , 1 ‘wyswietlenie linii - rysowanie prostokatu

For I = 14 To 120 Step 10 ‘petla wykonywana az I bedzie wieksze od 120

Circle(i , 58) , 4 , 1 ‘rysowanie kilku okregow

Next I ‘zwiekszenie o jeden wartosci I

Wait 2 ‘czekaj 2 sekundy

Cls ‘czysci LCD

Lcdat 1 , 1 , „sin(x)” , 1 ‘wyswietlenie nazwy rysowanej funkcji

Call Rys_fun(1 , 19) ‘rysowanie funkcji sin(x)

Lcdat 5 , 1 , „cos(x)” , 1 ‘wyswietlenie nazwy rysowanej funkcji

Call Rys_fun(0 , 51) ‘rysowanie funkcji con(x)

Wait 2 ‘czekaj 2 sekundy

Cls ‘czyszczenie LCD

Do ‘poczatek nieskonczonej petli Do-loop

Showpic 0 , 0 , Rys1 ‘wyswietlenie rysunku z pamieci programu umieszczonego pod etykie-

ta Rys1

I = Rnd(256) ‘w I zapisywana wartosc losowa od 0 do 255

Waitms I ‘czekaj czas okreslony wartoscia I

Waitms 100 ‘czekaj 100 ms

Showpice 0 , 0 , Rys2 ‘wyswietlenie rysunku z pamieci EEPROM umieszczonego pod etykieta

Rys2

I = Rnd(256) ‘w I zapisywana wartosc losowa od 0 do 255

Waitms I ‘czekaj czas okreslony wartoscia I

Waitms 100 ‘czekaj 100 ms

Loop

End ‘koniec programu

Sub Rys_fun(byval R As Byte , Byval Poz As Byte) ‘poczatek proceduty rysujacej funkcje sin i cos

For S = 0 To 640 Step 2 ‘petla wykonywana az S osiagnie wartosc 640, S zmienia sie co 2

W = S ‘przypisanie wartosci S do W

W = Deg2rad(w) ‘zamiana stopni zapisanych w W na radiany

If R = 1 Then ‘jesli R = 1 to

W = Sin(w) ‘obliczenie wartosci funkcji sin

Else ‘w przeciwnym razie

W = Cos(w) ‘obliczenie wartosci funkcji cos

End If

W = W * 9 ‘zwiekszenie o 9 wartosci obliczonej funkcji

Y = Int(w) ‘zwrocenie do Y wartosci calkowitej obliczonej funkcji

Y = Poz - Y ‘obliczenie pozycji rysowania funkcji

X = S / 5 ‘obliczenie wartosci wspolrzednej X

Line(x , Y) -(x , Y) , 1 ‘rysowanie obliczonego punktu na LCD

Next I ‘zwiekszenie o jeden wartosci I

End Sub ‘koniec procedury

$include „font8x8.font” ‘zalaczenie pliku ze znakami dla LCD

‘$include „font16x16.font” ‘zalaczenie innego pliku ze znakami dla LCD

Rys1: ‘etykieta wskazujaca na rysunek 1

$bgf „rysunek1.bgf” ‘zapis do rysunku rysunek2.bgf do pamieci programu programowania

że wyświetlacz tego typu nie ma

własnego generatora znaków – moż-

na go zrealizować na drodze pro-

gramowej. Ekran tego wyświetlacza

jest podzielony na dwie części,

z których każda dzielona jest na 8

tak zwanych stron, co przedstawio-

no na rys. 2 . Ponieważ w Basco-

mie do obsługi tego typu wyświe-

tlacza wykorzystać można gotowe

instrukcje, więc trzeba nie wie-

dzieć, w jaki sposób odbywa się

jego obsługa. Na rys. 3 przedsta-

wiono schemat dołączenia wyświe-

tlacza graﬁcznego JM12864a do mi-

krokontrolera. Linie D0...D7 wy-

świetlacza są liniami danych, nato-

miast linie E, R/W, RS, /CS1, /CS2

są liniami kontrolnymi. Wykorzysty-

wany wyświetlacz ma podświetle-

nie, którego prąd jest ograniczany

przez rezystor R1. Od wartości

tego rezystora zależy jasność pod-

świetlenia. By wyświetlacz działał

Elektronika Praktyczna 8/2005

K Ą C I K B A S C O M O W Y

Rys. 2. Organizacja pamięci obrazu w sterowniku KS0107B

na przykład MA-

X680, którego

schemat aplikacyj-

ny przedstawiono

w dalszej części

artykułu. Na

list. 1 przedsta-

wiono przykład

konﬁguracji i wy-

korzystania in-

strukcji umożli-

wiających obsługę

wyświetlacza gra-

ﬁcznego z kontro-

lerem KSx. Na początku programu

załączone zostają biblioteki glcdK-

S108.lib wymagana do obsługi wy-

świetlacza z kontrolerem KSx oraz

FP_Trig.lib , która jest biblioteką

funkcji trygonometrycznych, wyko-

rzystywanych w programie. Wy-

świetlacz graﬁczny można skonﬁgu-

rować instrukcją Conﬁg Graphlcd .

Jako pierwszy parametr należy po-

dać typ wyświetlacza połączony

z jego rozdzielczością. Wykorzysty-

wany wyświetlacz miał rozdziel-

czość 128*64 pikseli, a ponieważ

jego obsługa jest podobna do ob-

sługi wyświetlaczy z kontrolerem

SED, więc należy taki typ wyświe-

tlacza wybrać. Tak więc pierwszy

parametr skonﬁgurowano jako

128*64sed . W Bascomie możliwa

jest obsługa wyświetlaczy graﬁcz-

nych o rozdzielczościach do

240*128 pikseli. Pozostałe parame-

try instrukcji konﬁguracyjnej doty-

czą linii portów komunikujących

się z wyświetlaczem. W przypadku

wyświetlacza z kontrolerem KSx,

który nie ma wejścia zerującego,

a instrukcja konﬁguracyjna wymaga

podania linii Reset, należy podać

nieużywaną linię mikrokontrolera.

Dalej w programie po dyrektywie

$eeprom zapisywany jest w pamię-

ci EEPROM mikrokontrolera pierw-

szy rysunek graﬁczny, który będzie

wyświetlany. Jest on identyﬁkowany

etykietą Rys2 . W programie jest do-

stępna jedna procedura, która w

zależności od parametrów rysuje na

wyświetlaczu wykres funkcji sin

lub cos. Utworzonych zostało także

5 zmiennych, z których jedna jest

typu Single, co było wymagane

przy obliczaniu funkcji trygonome-

trycznych. Pierwszą instrukcją od-

noszącą się do wyświetlacza jest

instrukcja Cls , która czyści jego

ekran. Ponieważ wyświetlacz zarów-

no z kontrolerem KS, jak i SED

nie ma wbudowanego generatora

znaków, więc został on w Basco-

mie zrealizowany programowo. In-

formacje o znakach są przechowy-

wane w odrębnych plikach z roz-

szerzeniem .font . W Bascom można

znaleźć dwa takie przykładowe pli-

ki ze znakami o wielkości 8x8

i 16x16 pikseli. W przykładowym

programie, w jego końcowej części,

zaimportowano dyrektywą $include

plik font8x8.font , w którym są zna-

ki o wielkości 8x8 pikseli. Bascom

ma dodatkowy program Font Editor

( rys. 4 ), którym można tworzyć

fonty z własnymi znakami jak

i modyﬁkować już istniejące. W

poprawnie, na wejście obwodu re-

gulacji kontrastu (V ee ), należy podać

ujemne napięcie bliskie –10 V. Ta-

kie napięcie wytwarzane przez

przetwornice zawartą w układzie

U2 jest podawane poprzez poten-

cjometr regulacji kontrastu P1. Naj-

prostszym, choć nie jedynym spo-

sobem uzyskania napięcia ujemnego

–10 V jest zastosowanie przetworni-

cy pojemnościowej, której niewielka

wydajność prądowa w tym przy-

padku w zupełności wystarcza. Jest

dostępnych wiele różnych scalo-

nych przetwornic pojemnościowych.

W taką przetwornice wyposażony

jest popularny i dosyć tani układ

interfejsowy (U2), który wykorzysta-

no w tym przykładzie. Przetworni-

ca zawarta w MAX232 wytwarza

napięcia ok. ±10 V. Na linii V– (k.

6) jest dostępne napięcie –10 V,

które poprzez P1 jest podawane na

linie V ee wyświetlacza. Oczywiście

do wytworzenia ujemnego napięcia

można wykorzystać inne układy jak

Rys. 3. Sposób dołączenia wyświetlacza JM12864A do mikrokontrolera

Elektronika Praktyczna 8/2005

K Ą C I K B A S C O M O W Y

niu 2 sekund, ekran LCD jest

czyszczony oraz wywoływana jest

dwa razy procedura Rys_fun , która

rysuje funkcję sin oraz cos. Pierw-

szy parametr określa, która funkcja

ma być rysowana. Przy wartości 1,

rysowana jest funkcja sin(x), a przy

0 funkcja cos(x). Drugi parametr

określa pozycję (w pionie) rysowa-

nej funkcji na wyświetlaczu. Dodat-

kowo, przez zastosowanie instrukcji

Lcdat , narysowane funkcje zostały

podpisane. Procedura Rys_fun , rysu-

jąca funkcję sin lub cos, ma prostą

budowę. Obliczanie wartości wy-

branej funkcji odbywa się w pętli

For , wykonywanej aż S osiągnie

wartość 640. W pierwszej kolejno-

ści, wartość S (która reprezentuje

stopnie) po przepisaniu do W za-

mieniana jest na radiany za pomo-

cą funkcji Deg2rad . W zależności

od parametru R obliczana jest war-

tość funkcji sin lub cos. Obliczona

wartość funkcji po przemnożeniu

zamieniana jest na wartość całko-

witą, a po skalowaniu i obliczeniu

pozycji jest za pomocą instrukcji

Line (która w tym przypadku rysu-

je tylko jeden punkt) wyświetlana

w postaci punktu. Po wykonaniu

procedury Rys_fun dla sin oraz

cos, zostaną narysowane dwie sinu-

soidy, z których jedna będzie prze-

sunięta względem drugiej o 90

stopni. Na wyświetlaczu graﬁcznym

można także wyświetlić dowolny

rysunek, który jest zapisany w pa-

mięci EEPROM lub Flash mikro-

kontrolera. W przykładzie zapisano

dwa rysunki różniące się szczegóła-

mi. Poprzez naprzemienne wyświe-

tlanie tych rysunków uzyskano pro-

stą animację wyświetlanej postaci.

Pierwszy rysunek, o czym była

mowa, został zapisany w pamięci

EEPROM mikrokontrolera, natomiast

drugi w pamięci Flash, zaraz za

danymi dotyczących fontu. Rysunek

zapisany z pamięci Flash identyﬁ-

kowany jest przez etykietę Rys1 .

Załączane pliki graﬁczne powinny

mieć rozszerzenie .bgf . W Bascom

znajduje się program Graphic Co-

nverter ( rys. 5 ), który umożliwia

konwersje plików graﬁcznych zapi-

sanych w formacie BMP na format

BGF. Należy pamiętać, że konwerto-

wana bitmapa powinna być czar-

no–biała i mieć wielkość zgodną

z wielkością ekranu wyświetlacza.

W tym przypadku powinna to być

bitmapa o wielkości 128x64 pikseli.

Do dołączenia pliku z graﬁką, za-

równo do pamięci Flash jak

Rys. 5. Program Graphic Converter

Rys. 4. Widok okna programu Font

Editor

i EEPROM, służy dyrektywa $bgf ,

której parametrem jest plik z graﬁ-

ką w formacie BGF. Po odczekaniu

w programie kolejnych 2 sekund,

ekran LCD jest czyszczony i pro-

gram przechodzi do wyświetlania

w nieskończonej pętli zapisanych

rysunków. Do wyświetlenia rysunku

z pamięci Flash służy instrukcja

Showpic . Jej dwa pierwsze parame-

try określają współrzędne x, y gór-

nego lewego rogu rysunku. Ostat-

nim jej parametrem jest etykieta

pod którą znajduje się wyświetlany

rysunek. Do wyświetlenia drugiego

rysunku, który został zapisany w

pamięci EEPROM, służy instrukcja

Showpice , która ma identyczne pa-

rametry jak Showpic . Etykietą in-

strukcji Showpice będzie Rys2 , czy-

li rysunek zapisany w pamięci

EEPROM. Rysunki są wyświetlane

naprzemiennie w pętli z opóźnie-

niem w pewnym sensie losowanym

przez funkcję Rnd . Wartość losowa-

na może wynosić od 0 do 255 ms.

Poprzez wyświetlanie naprzemien-

nie dwóch nieco różniących się ry-

sunków uzyskano „postać” losowo

poruszającą ustami. Dla wyświetla-

czy graﬁcznych z kontrolerem KSx

i SED dedykowane są jeszcze in-

strukcję Glcdcmd oraz Glcddata . In-

strukcja Glcdcmd umożliwia wysła-

nie do wyświetlacza rozkazu, a in-

strukcja Glcddata danej. Oczywiście

wszystkie przedstawione dane w

tym punkcje odnoszą się także do

wyświetlaczy graﬁcznych z kontro-

lerem SED, przy wykorzystaniu

którego zamiast biblioteki glcdK-

S108.lib należy załączyć bibliotekę

glcdsed.lib . Przyłączenie wyświetla-

cza graﬁcznego z kontrolerem SED

do mikrokontrolera jest podobne

jak wyświetlacza z kontrolerem

KSx, z tym, że należy dodatkowo

wykorzystać nieużywaną w tym

przypadku linię Reset.

Marcin Wiązania, EP

marcin.wiazania@ep.com.pl

celu używania zaimportowanego

pliku ze znakami, należy go usta-

wić jako domyślny poprzez użycie

instrukcji Setfont , w której parame-

trem jest nazwa fontu. W tego

typu wyświetlaczach (z kontrolerem

KSx i SED) do wyświetlenia tekstu

służy instrukcja Lcdat . Pierwszymi

dwoma parametrami tej instrukcji

są pozycje tekstu, przy czym para-

metr pierwszy odnosi się do pozy-

cji poziomej w pikselach, a drugi

do pionowej, ale nie w pikselach,

lecz w liniach. Trzecim parametrem

jest tekst (stała) lub zmienna, któ-

rej zawartość ma być wyświetlana.

Ostatni, opcjonalny parametr, okre-

śla czy tekst będzie odwrócony

tzn. znaki będą przedstawiane

przez zgaszone piksele a nie przez

zapalone. Przy braku tego parame-

tru lub gdy ma wartość 0, znaki

będą wyświetlane normalnie, a przy

1 będą wyświetlane z inwersją. W

przykładzie, dwa teksty zostają wy-

świetlone bez inwersji, a dwa ko-

lejne z inwersją. Instrukcja Line

umożliwia narysowanie linii. Pierw-

sze dwa parametry określają współ-

rzędne x, y początku linii, a kolej-

ne dwa – współrzędne x, y jej

końca. Ostatni parametr określa ko-

lor linii. Przy wartości 0, linia jest

reprezentowana przez zgaszone pik-

sele, a przy 1 przez zapalone. W

przykładzie, za pomocą instrukcji

Line został narysowany prostokąt

otaczający wyświetlony tekst. W

pętli For , wykonywanej aż I osią-

gnie wartość większą od 120, wy-

konywana jest kilkakrotnie instruk-

cja Circle , która rysuje okrąg.

Pierwsze dwa parametry określają

współrzędne x, y środka okręgu,

trzeci parametr jest promieniem,

a ostatni tak, jak w przypadku Line

określa kolor. Przy kolorze o warto-

ści 1, okrąg będzie reprezentowany

przez zapalone piksele. Po odczeka-

Elektronika Praktyczna 8/2005

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: