PIC Урок 21. MSSP. I2C. Переходник для LCD 20×4

 

 

 

Продолжаем работу с модулем MSSP, а именно с его возможностью передачи данных по шине I2C.

На прошлом занятии мы подключили дисплей 20×4 на контроллере HD44780 посредством 4-разрядной передачи данных.

Сегодня же мы попробуем аналогичный режим передачи данных на такой дисплей организовать с использованием специального переходника, который преобразует последовательный код I2C в параллельный и который предназначен специально для работы с подобными дисплеями с использованием 4-битного режима.

Выглядит данный переходник вот так и его разъём полностью совместим по ножкам с разъёмом дисплея

 

 

У него четыре ножки для соединения с МК — это питание, общий провод и две ножки I2C.

Также мы видим, что к нему подпаяна гребёнка из 16 контактов для соединения с соответствующими контактами модуля дисплея. Так как контакты на переходнике типа «ПАПА», то на модуль дисплея я, соответственно, подпаял гребёнку с контактами типа «МАМА» ну и посредством этих двух контактных площадок я его с модулем и соединил.

Купить данный дисплей можно много где. В описании видеоверсии под роликом находится ссылка, где его приобретал я. Только там, где я приобретал, один было купить невозможно, минимум три, но цена была такова, что я с удовольствием их купил. Сейчас, по-моему, продавец уже предлагает минимальную партию из 5 штук, но цену вроде ещё убавил. Поэтому есть смысл. Я не думаю, что у кого-то, кто постоянно занимается с контроллерами. в наличии есть только один такой дисплей.

Ну что ж, теперь рассмотрим, из чего состоит собственно данный переходник. Там, соответственно, есть регулятор контрастности, поэтому теперь нам не нужно будет заботиться о его отдельном подключении. А сердцем данного переходника служит микросхема PCF8574, преобразующая последовательный код I2C в 8-битные логические состояния на выходе.

Вот, собственно, схема данного переходника (нажмите на картинку для увеличения изображения)

 

 

Здесь прекрасно видно подключение микросхемы. У нее существуют три адресных контакта, которые способны изменить адрес устройства для I2C также, как это было в случае микросхемы EEPROM, рассмотренной в предыдущих частях нашего занятия. Соответственно, существуют контакты питания VCC и GND, а также контакты шины I2C — SDA и SCL, ну и, конечно же, восемь контактов логических состояний, управляемых данной микросхемой. Только подключен будет модуль дисплея. как мы видим посредством 4-битного подключения. Это сделано потому, что контактов на шине микросхемы всего 8, а нам нужно ещё оперировать с помощью них управляющими ножками модуля дисплея (RS, RW и E, который здесь назван CS), а также включением подсветки (контакт P3). Подсветка, соответственно, в целях защиты от больших токов контакта параллельного порта микросхемы управляется с помощью ключевого транзистора 8050. Также установлен светодиод через токоограничивающий резистор, сигнализирующий нам о подаче питания на преобразователь, ну и. как уже было выше сказано, регулятор контрастности. Ещё существуют два подтягивающих резистора по 4,7 килоом, подключенные к ножкам шины I2C, назначение которых мы прекрасно знаем.

Ну вот, собственно, и всё насчёт схематического решения переходника.

Теперь немного по техническим характеристикам самой микросхемы PCF8574.

Питание микросхемы осуществляется постоянным напряжением в диапазоне от 2,5 до 7 вольт, так что бояться нам нечего.

Токи по портам входным — максимально 20 милиампер, по выходным — 25.

Также ещё немаловажным для нас является параметр максимальной скорости по I2C — он не должен превышать 100 кГц.

Нам, конечно, спешить некуда, дисплей всё-таки символьный, но если мы захотим на шину I2C повесить ещё что-то и захотим от этого чего-то большего быстродействия, то мы обязаны об этом помнить.

Также посмотрим адрес, по которому мы будем, собственно, с ней общаться по I2C. В даташите их два в зависимости от типа микросхемы. Нам нужен вот этот

 

 

Так как мы в данный переходник данные будем только отправлять, то давайте посмотрим диаграмму протокола общения с ним по шине I2C для записи байтов (нажмите на картинку для увеличения изображения)

 

 

Запись здесь идёт стандартно. Просто у нас не память EEPROM и никаких ячеек адресных у нас в микросхеме нет. передаём мы сразу данные. Данные можно передавать как по несколько байт. так и по одному. Как только мы передадим условие СТОП, на этом и заканчивается передача. И передавать мы будем только по одному байту.

Скорее всего, вам пока не всё понятно. Это мы исправим, когда будем писать наш код.

Переходим тогда постепенно к нашему проекту, который сделан из проекта урока 19 AT24C и имя мы ему присвоим I2C_LCD80.

Откроем проект в MPLAB.X, сделаем его главным, зайдём в свойства проекта и отключим питание от программатора, так как питать мы будем нашу схему от внешнего блока питания. Скорее всего для того, чтобы настройки применились, придётся перезагрузить среду программирования.

Также удалим файлы led.c и led.h из дерева проекта, а затем и физически, если они не удалятся сами.

Затем  откроем файл main.c и удалим подключение данной библиотеки

 

#include "led.h"

 

Функционал I2C мы разместим в отдельной библиотеки, поэтому создадим два файла i2c.h и i2c.c следующего содержания:

 

i2c.h:

 

 

i2c.c:

 

 

Перейдём в файл main.c и подключим также данную библиотеку и там

 

 

Добавим глобальный символьный массив для строки

 

 

Удалим весь код из файла после данного объявления до функции main() вместе со всеми глобальными переменными. макросами, а также функциями с их телами.

В функции main() оставим локальную переменную, инициализацию ножек портов, далее до бесконечного цикла весь код удалим, в бесконечном цикле задержку также удалим. После всего этого функция примет вот такой вид

 

 

Перейдём в файл i2c.h и добавим там макросы для ножек

 

 

Перейдём в файл i2c.c и добавим функцию инициализации шины

 

Код инициализации абсолютно такой же, как и в 19 уроке.

Добавим для данной функции прототип в заголовочном файле.

Ниже данной функции добавим ещё несколько служебных функций, которые также имели место в 19 уроке, они нам также могут пригодиться

 

А ещё добавим функцию записи байта по адресу устройства

 

Добавим также на данную функцию прототип в заголовочном файле.

 

 

Теперь добавим файлы lcd.h и lcd.c из проекта предыдущего урока LCD2004_4BIT, переименовав их для отличия соответственно в i2clcd.h и i2clcd.c.

Подключим данную библиотеку в файле main.c

 

 

В файле i2clcd.h подключим библиотеку для работы с шиной I2C

 

 

Далее добавим некоторые макроподстановки в соответствии со схемой на переходник для управляющих ножек и управления подсветкой

 

Перейдём в файл i2clcd.c и исправим подключение заголовочного файла, так как мы его переименовали

 

#include "i2clcd.h"

 

Удалим макросы

 

#define rs RC4

#define rw RC5

#define e RC6

 

Создадим глобальную переменную, которая будет в себе хранить значение состояния контактов на параллельной шине микросхемы, чтобы нам его не читать из шины I2C, а просто помнить его в этой переменной

 

 

Удалим функцию LCD_delay вместе с телом, так как мы ею все равно не пользуемся.

Также удалим и функцию инициализации портов LCD_PORT_init, так как мы теперь с ними не работаем.

Также у нас несколько изменится функция отправки половины байта в контроллер дисплея sendhalfbyte. Там мы сначала удалим установку значения порта D, так как мы его не используем теперь и он у нас свободен

 

PORTD&=0b00001111;

PORTD|=c;

 

Немного исправим вызов команд для управляющих ножек в соответствии с новыми макросами, а также добавим передачу полубайта в шину I2C, используя функцию нами написанной библиотеки для работы с данной шиной

 

Мы передаём изменённое значение нашего «виртуального» порта в шину по адресу микросхемы, предварительно очистив там с помощью маски ножки данных.

В функции передачи целого байта мы изменим немного вызов макросов в связи с их изменением

 

 

В конце тела функции инициализации дисплея вызовем макросы включения подсветки и режима записи

 

 

Перейдём в файл main.c и в функции main() вызовем инициализацию шины и дисплея

 

 

И добавим тот же тест, который мы использовали на прошлом занятии

 

 

Подключим дисплей с переходником к плате (плату мы используем ту же — от WaveShare), также подключим программатор

 

 

Соберём код, прошьём контроллер и, если мы не наделали ошибок, то увидим на дисплее результат нашей работы

 

 

 

Итак, на данном занятии мы научились работать с переходником для дисплея 20×4, подключенным к контроллеру по шине I2C, что позволило сэкономить очень немало ножек портов. Также мы сегодня ещё раз закрепили тему работы с шиной I2C, возможность работы с которой имеется в модуле MSSP.

Всем спасибо за внимание!

 

Предыдущий урок Программирование МК PIC Следующий урок

 

Исходный код

 

Купить программатор (неоригинальный) можно здесь: PICKit3

Купить программатор (оригинальный) можно здесь: PICKit3 original

Отладочную плату PIC Open18F4520-16F877A можно приобрести здесь: PIC Open18F4520-16F877A

Дисплей LCD 20×4 можно приобрести тут: Дисплей LCD 20×4

Переходник I2C to LCD можно приобрести здесьI2C to LCD1602 2004

 

Смотреть ВИДЕОУРОК (нажмите на картинку)

 

PIC MSSP. I2C. Переходник для LCD 20?4

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*