Az emberi és a gépi világ kommunikációjának (HMI) megteremtésében a kijelző egységek nagyon fontos szerepet játszanak. Hasonlóan fontos részét képezik a beágyazott rendszereknek is.A kijelző egységek legyenek nagyok vagy kicsik, ugyanazon az alapelven működnek. Az olyan bonyolult kijelző egységek mellett, mint a grafikus kijelzők vagy a 3D-s megjelenítők, érdemes ismerni az olyan egyszerű kijelzőket is, mint a 16×2-es egységek.
A 16×2 kijelző 2 sorban, soronként 16 karakter megjelenítésére alkalmas. Egy karakter 5×10 képpontból áll, így egy betűt vagy számot 50 pixel határoz meg.
A képpontok működtetését ennél a típusú kijelzőnél egy HD44780-as vagy azzal kompatibilis vezérlő egység végzi. A kijelző 16 kivezetéssel rendelkezik. Amennyiben az egység nem tartalmaz aktív háttérvilágítást, az utolsó két kivezetés hiányozhat.
A kijelző kivezetései balról jobbra haladva:
- 1.: tápfeszültség negatív kivezetése (GND)
- 2.: tápfeszültség pozitív kivezetése (VCC)
- 3.: kontrasztbeállító láb (0-5V közötti potenciál)
- 4.: regiszterkiválasztó bemenet (parancs és adatregiszter közötti váltás)
- 5.: írás/olvasás kiválasztó bemenet (0: írás, 1: olvasás)
- 6.: engedélyező bemenet (magas szinten engedélyezi az írás/olvasás műveletet)
- 7. – 14.: (8db adatbit)
- 15. – 16.: kijelző háttérvilágítás
4 illetve 8 bites üzemmód
Az LCD kijelző két különböző üzemmódban képes dolgozni, ezek az úgynevezett 4 illetve 8 bites üzemmódok. 8 bites módban az összes adatvezetéket kihasználjuk és 1 byte szélességű adatokat küldünk a megjelenítő eszköznek. 4 bites módban a 8 bites adatot két 4 bites részre bontva 4 vezetéken küldjük át az információt a megjelenítőnek. Ebben az esetben a vezérlőegység csak 4 kimenetet használ a kijelző működtetéséhez. Ez az átviteli mód kicsit lassabb a 8 biteshez képest, de a megjelenítendő adatok szempontjából ez a sebességcsökkenés elhanyagolható.
Az üzemmód-kiválasztást (4/8 bit) hardveresen nem kell támogatni, a megfelelő adatátviteli módot a szoftver kezeli le.
Írás és olvasás kiválasztása
Az LCD-t működtető interfész IC írás és olvasás üzemmódban is működik. Írás módban a kontrollerről érkező információt jeleníti meg a kijelzőn. Ez az eszköz alapállapota.Olvasás módban a kijelző szolgáltat információkat a kontroller számára. Például a kurzor pozícióját.
Az Arduino esetében a kétirányú kommunikáció nem jelent problémát. Abban az esetben azonban, ha a kijelzőt egy Raspberry Pi GPIO portjához kapcsoljuk, figyelnünk kell arra, hogy a Pi 3.3V-os logikai magas szinttel dolgozik, így a kijelzőről érkező 5V-os jel kárt tehet a Pi bemenetében. Ebben az esetben vagy szintillesztő áramkört kell alkalmaznunk vagy az 5-ös láb alacsony logikai szintre állításával biztosítanunk kell, hogy a kijelző csak írási módban működjön.
A következő bejegyzésben egy konkrét alkalmazási példát tekintünk át.