第44回 液晶モジュール動作確認プログラム

void lcdI2CProtocol(uint8_t address, uint8_t control_code, uint8_t data) {
    
    i2cProtocolStart();                 // スタートコンディション
    i2cProtocolSendData(address);       // アドレス送信
    i2cProtocolSendData(control_code);  // 制御コード送信 (動作設定=0x00/文字表示=0x40)
    i2cProtocolSendData(data);          // データ送信
    i2cProtocolStop();                  // ストップコンディション

    return;
}

void lcdSendCommandData(uint8_t command){

    // コマンドを送信する場合の制御コードは0x00
    lcdI2CProtocol(LCD_I2C_ADDRESS, 0x00, command);

    // ウエイト
    //   データシートではウエイト時間は26.3us以上になっているが、
    //   それより長くしないと初期化できないケースがあるため1msのウエイトを入れる
    __delay_ms(1);
    
    return;
}

void lcdSendCharacterData(uint8_t data){

    // 表示文字のデータを送信する場合の制御コードは0x40
    lcdI2CProtocol(LCD_I2C_ADDRESS, 0x40, data);
    
    // ウエイト
    //   文字表示の場合はウエイトを入れなくても動作しているが
    //   表示されない場合は1ms程度のウエイトを入れる
    // __delay_ms(1);

    return;
}

void lcdInitialize(void){

    // 初期化コマンド送信
    lcdSendCommandData(0x38); // 2行モードに設定
    lcdSendCommandData(0x39); // 拡張コマンド選択
    lcdSendCommandData(0x14); // 内部クロック周波数設定
    lcdSendCommandData(0x70); // コントラスト設定(C3:C0 = 0b0000に設定)
    lcdSendCommandData(0x56); // 電源電圧が3.3VなのでBooster=ONに設定。コントラスト設定はC5:C4 = 0b10
    lcdSendCommandData(0x6c); // オペアンプのゲイン設定
    
    // モジュール内電源安定化のための時間待ち
    __delay_ms(200);
    
    // 初期化コマンド続き
    lcdSendCommandData(0x38); // 通常コマンド選択
    lcdSendCommandData(0x01); // ディスプレイ表示内容クリア
    lcdSendCommandData(0x0c); // ディスプレイ表示
    
    return;
}

void lcdClearDisplay(void){
    
    lcdSendCommandData(0x01);
    
    return;
}

void lcdLocateCursor(uint8_t position_x, uint8_t position_y){
    
    uint8_t address;  // 文字表示位置(アドレス)
    uint8_t command;  // 表示位置指定コマンド
    
    // Y座標位置のアドレス算出
    switch( position_y ) {
        // 1行目の場合
        case 0:
            address = 0x00;
            break;
        // 2行目の場合
        case 1:
            address = 0x40;
            break;
    }
    
    // X座標を加えてアドレスを算出する
    address += position_x;

    // 第7ビットを1にしてコマンドにする
    command = address + 0x80;
    
    // 文字表示位置指定コマンド送信
    lcdSendCommandData( command );
    
    return;
}

void lcdLocateCursor(uint8_t position_x, uint8_t position_y){
    
    lcdSendCommandData( 0x80 + 0x40 * position_y + position_x );
    
    return;
}

lcdSendCharacterData(0x41);

lcdSendCharacterData('A');

void putch(char character) {

    lcdSendCharacterData(character);
    
    return;
}

printf("Humidity = %d", 57);
printf("Temp. = %2.1f", 27.5);

Humidity = 57
Temp. = 27.5

/*
 * 液晶モジュール動作確認プログラム
 * 
 * https://tool-lab.com/
 *
 * 更新
 *   2018. 7.28: 新規作成
 * 
 */

//
// PIC16F18857コンィグレーション設定
//
// CONFIG1
#pragma config FEXTOSC = OFF    // External Oscillator mode selection bits (Oscillator not enabled)
#pragma config RSTOSC = HFINT1  // Power-up default value for COSC bits (HFINTOSC (1MHz))
#pragma config CLKOUTEN = OFF   // Clock Out Enable bit (CLKOUT function is disabled; i/o or oscillator function on OSC2)
#pragma config CSWEN = ON       // Clock Switch Enable bit (Writing to NOSC and NDIV is allowed)
#pragma config FCMEN = ON       // Fail-Safe Clock Monitor Enable bit (FSCM timer enabled)
//
// CONFIG2
#pragma config MCLRE = OFF      // Master Clear Enable bit (IO)
#pragma config PWRTE = ON       // Power-up Timer Enable bit (PWRT enabled)
#pragma config LPBOREN = OFF    // Low-Power BOR enable bit (ULPBOR disabled)
#pragma config BOREN = ON       // Brown-out reset enable bits (Brown-out Reset Enabled, SBOREN bit is ignored)
#pragma config BORV = LO        // Brown-out Reset Voltage Selection (Brown-out Reset Voltage (VBOR) set to 1.9V on LF, and 2.45V on F Devices)
#pragma config ZCD = OFF        // Zero-cross detect disable (Zero-cross detect circuit is disabled at POR.)
#pragma config PPS1WAY = ON     // Peripheral Pin Select one-way control (The PPSLOCK bit can be cleared and set only once in software)
#pragma config STVREN = ON      // Stack Overflow/Underflow Reset Enable bit (Stack Overflow or Underflow will cause a reset)
//
// CONFIG3
#pragma config WDTCPS = WDTCPS_31// WDT Period Select bits (Divider ratio 1:65536; software control of WDTPS)
#pragma config WDTE = OFF       // WDT operating mode (WDT Disabled, SWDTEN is ignored)
#pragma config WDTCWS = WDTCWS_7// WDT Window Select bits (window always open (100%); software control; keyed access not required)
#pragma config WDTCCS = SC      // WDT input clock selector (Software Control)
//
// CONFIG4
#pragma config WRT = OFF        // UserNVM self-write protection bits (Write protection off)
#pragma config SCANE = available// Scanner Enable bit (Scanner module is available for use)
#pragma config LVP = ON         // Low Voltage Programming Enable bit (Low Voltage programming enabled. MCLR/Vpp pin function is MCLR.)
//
// CONFIG5
#pragma config CP = OFF         // UserNVM Program memory code protection bit (Program Memory code protection disabled)
#pragma config CPD = OFF        // DataNVM code protection bit (Data EEPROM code protection disabled)

//
// ヘッダファイル
//   int_t型を使用するため、stdint.hをインクルード
//
#include <xc.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>


//
// 定数
//

// I2C Ack/Nack定義
#define I2C_ACK  0x00
#define I2C_NACK 0xff

// LCDモジュール
#define LCD_I2C_ADDRESS 0x7c  // LCDモジュールのI2Cアドレス

//
// 関数プロトタイプ宣言
//

// LCDモジュール表示制御関数
void lcdInitialize(void);               // LCD初期化
void lcdClearDisplay(void);             // ディスプレイ全消去
void lcdSendCommandData(uint8_t);           // コマンド送信
void lcdSendCharacterData(uint8_t);              // 1文字表示
void lcdLocateCursor(uint8_t,uint8_t);  // カーソル位置指定

// LCDモジュールI2Cプロトコル関数
void lcdI2CProtocol(uint8_t, uint8_t, uint8_t);

// I2Cプロトコル各信号の生成関数
void    i2cProtocolStart(void);        // スタートビット生成
void    i2cProtocolStop(void);         // ストップビット生成
void    i2cProtocolSendData(uint8_t);  // 1バイトデータ送信
uint8_t i2cProtocolCheckAck(void);     // ACK信号チェック

// クロック周波数
// __delay_ms()関数が時間基準に使用する
#define _XTAL_FREQ 4000000

//
// main関数
//
void main(void) {

    // 動作周波数設定
    OSCCON1bits.NDIV = 0b0000;  // 分周1:1
    OSCFRQbits.HFFRQ = 0b010;   // 4MHz
    
    // ピン属性設定
    ANSELC = 0b00000000;
    TRISC  = 0b01001100;
    
    //
    // I2C通信ピンのPPS設定
    //
    // 設定ロック解除
    PPSLOCK = 0x55;
    PPSLOCK = 0xAA;
    PPSLOCKbits.PPSLOCKED = 0x00;

    // SCL, SDAピンの割り当て
    SSP1DATPPS = 0x12;   // RC2をMSSP1:SDA1に設定
    SSP1CLKPPS = 0x13;   // RC3をMSSP1:SCL1に設定
    RC3PPS = 0x14;   // RC3をMSSP1:SCL1に設定
    RC2PPS = 0x15;   // RC2をMSSP1:SDA1に設定

    // 設定ロック
    PPSLOCK = 0x55;
    PPSLOCK = 0xAA;
    PPSLOCKbits.PPSLOCKED = 0x01;

    //
    // I2C通信設定
    //
    // SMP Standard Speed; CKE disabled; 
    SSP1STAT = 0x80;
    // SSPEN enabled; CKP Idle:Low, Active:High; SSPM FOSC/4_SSPxADD_I2C; 
    SSP1CON1 = 0x28;
    // SBCDE disabled; BOEN disabled; SCIE disabled; PCIE disabled; DHEN disabled; SDAHT 300ns; AHEN disabled; 
    SSP1CON3 = 0x00;
    // Baud Rate Generator = 100kHz 
    SSP1ADD = 0x09;
    
    // LCDモジュール電源安定化時間待ち
    __delay_ms(100);
    
    // LCD初期化
    lcdInitialize();
    
    // LCD表示クリア(初期化関数内でクリアしているので必要ないですが...)
    lcdClearDisplay();

    // LCD表示位置を左上に設定
    lcdLocateCursor(0, 0);

    // 表示位置からtest_文字列を表示
    printf("Hello!");

    // 動作ストップ
    while(1){
    }

}

//
// LCDモジュールに制御コードまたはデータを送信
//
void lcdI2CProtocol(uint8_t address, uint8_t control_code, uint8_t data) {
    
    i2cProtocolStart();                 // スタートコンディション
    i2cProtocolSendData(address);       // アドレス送信
    i2cProtocolSendData(control_code);  // 制御コード送信 (動作設定=0x00/文字表示=0x40)
    i2cProtocolSendData(data);          // データ送信
    i2cProtocolStop();                  // ストップコンディション

    return;
}

//
// 表示文字データ送信
//   0x40の後にデータを送信
void lcdSendCharacterData(uint8_t data){

    // 表示文字のデータを送信する場合の制御コードは0x40
    lcdI2CProtocol(LCD_I2C_ADDRESS, 0x40, data);
    
    // ウエイト
    //   文字表示の場合はウエイトは必要なくても動作しているが
    //   表示されない場合は1ms程度のウエイトを入れる
    // __delay_ms(1);

    return;
}

//
// コマンド送信
//   0x00の後にコマンドを送信
//
void lcdSendCommandData(uint8_t command){

    // コマンドを送信する場合の制御コードは0x00
    lcdI2CProtocol(LCD_I2C_ADDRESS, 0x00, command);

    // ウエイト
    //   データシートではウエイト時間は26.3us以上になっているが、
    //   それより長くしないと初期化できないケースがあるため1msのウエイトを入れる
    __delay_ms(1);
    
    return;
}

//
// ディスプレイ消去
//
void lcdClearDisplay(void){
    
    lcdSendCommandData(0x01);
    
    return;
}

//
// カーソル位置移動
//    引数は水平方向右側プラスのX軸、垂直方向下側プラスのY軸で、それぞれ0から開始
//    左上の座標が(x=0, y=0)
//
void lcdLocateCursor(uint8_t position_x, uint8_t position_y){
    
    lcdSendCommandData( 0x80 + 0x40 * position_y + position_x );
    
    return;
}

//
// printf関数の文字出力部分
//
void putch(char character) {

    lcdSendCharacterData(character);
    
    return;
}


//
// LCDモジュール初期化
//
void lcdInitialize(void){

    // 初期化コマンド送信
    lcdSendCommandData(0x38); // 2行モードに設定
    lcdSendCommandData(0x39); // 拡張コマンド選択
    lcdSendCommandData(0x14); // 内部クロック周波数設定
    lcdSendCommandData(0x70); // コントラスト設定(C3:C0 = 0b0000に設定)
    lcdSendCommandData(0x56); // 電源電圧が3.3VなのでBooster=ON、コントラスト設定(C5:C4 = 0b10に設定)
    lcdSendCommandData(0x6c); // オペアンプのゲイン設定
    
    // モジュール内電源安定化のための時間待ち
    __delay_ms(200);
    
    // 初期化コマンド続き
    lcdSendCommandData(0x38); // 通常コマンド選択
    lcdSendCommandData(0x01); // ディスプレイ表示内容クリア
    lcdSendCommandData(0x0c); // ディスプレイ表示
    
    return;
}


//
// I2Cプロトコル制御関数
//

// スタートコンディション生成
void i2cProtocolStart() {
    
    // SSP1CON2レジスタのSENビットを1に設定すると
    // スタートコンディションが生成される
    // 発行が完了するとSSP1IFが1になるのでwhile文で待つ
    SSP1IF = 0;
	SSP1CON2bits.SEN = 1;
	while (SSP1IF == 0) {}
    SSP1IF = 0;
    
	return;
}

// ストップコンディション生成
void i2cProtocolStop() {

    // SSP1CON2レジスタのPENビットを1に設定すると
    // ストップコンディションが生成される
    // 発行が完了するとSSP1IFが1になるのでwhile文で待つ
	SSP1IF = 0;
	SSP1CON2bits.PEN = 1;
	while (SSP1IF == 0) {}
	SSP1IF = 0;

	return;
}

// 1バイトデータ送信
void i2cProtocolSendData(uint8_t data) {

    // SSP1BUFに送信したいデータをセットすると、そのデータが送信される
    // 発行が完了するとSSP1IFが1になるのでwhile文で待つ
	SSP1IF = 0;
	SSP1BUF = data;
	while (SSP1IF == 0) {}
    SSP1IF = 0;
    
	return;
}

// Ack/Nackチェック
uint8_t i2cProtocolCheckAck() {
    
	uint8_t ackStatus;

	if (SSP1CON2bits.ACKSTAT) {
		ackStatus = I2C_NACK;
	} else {
		ackStatus = I2C_ACK;
	}

	return ackStatus;
}