Hilfe in C Programmierung eines LC Displays

[Esjay]

Hallo zusammen,

ich bin gerade dabei mich mit einem Arduino in Verbindung mit einem LCD zu beschäftigen. Ich "programmiere" das Ganze im Atmel Studio in C Code.Genauer gesagt habe ich einen Arduino Uno in Kombination mit einem LCD Keypad Shield.Als Basis nutze ich die folgenden Bibliotheken aus dem Mikrocontroller Forum.

lcd-routines.h

Code Auswählen Erweitern


// Ansteuerung eines HD44780 kompatiblen LCD im 4-Bit-Interfacemodus
// http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial/LCD-Ansteuerung
//

#ifndef LCD_ROUTINES_H
#define LCD_ROUTINES_H

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Hier die verwendete Taktfrequenz in Hz eintragen, wichtig!

#ifndef F_CPU
#define F_CPU 16000000UL
#endif

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Pinbelegung für das LCD, an verwendete Pins anpassen
// Alle LCD Pins müssen an einem Port angeschlossen sein und die 4
// Datenleitungen müssen auf aufeinanderfolgenden Pins liegen

//  LCD DB4-DB7 <-->  PORTD Bit PD0-PD3
#define LCD_PORT      PORTD
#define LCD_DDR       DDRD
#define LCD_DB        PD4

//  LCD RS      <-->  PORTD Bit PD4     (RS: 1=Data, 0=Command)
#define LCD_RS        PD0

//  LCD EN      <-->  PORTD Bit PD5     (EN: 1-Impuls für Daten)
#define LCD_EN        PD1

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// LCD Ausführungszeiten (MS=Millisekunden, US=Mikrosekunden)

#define LCD_BOOTUP_MS           15
#define LCD_ENABLE_US           20
#define LCD_WRITEDATA_US        46
#define LCD_COMMAND_US          42

#define LCD_SOFT_RESET_MS1      5
#define LCD_SOFT_RESET_MS2      1
#define LCD_SOFT_RESET_MS3      1
#define LCD_SET_4BITMODE_MS     5

#define LCD_CLEAR_DISPLAY_MS    2
#define LCD_CURSOR_HOME_MS      2

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Zeilendefinitionen des verwendeten LCD
// Die Einträge hier sollten für ein LCD mit einer Zeilenlänge von 16 Zeichen passen
// Bei anderen Zeilenlängen müssen diese Einträge angepasst werden

#define LCD_DDADR_LINE1         0x00
#define LCD_DDADR_LINE2         0x40
#define LCD_DDADR_LINE3         0x10
#define LCD_DDADR_LINE4         0x50

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Initialisierung: muss ganz am Anfang des Programms aufgerufen werden.
void lcd_init( void );

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// LCD löschen
void lcd_clear( void );

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Cursor in die 1. Zeile, 0-te Spalte
void lcd_home( void );

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Cursor an eine beliebige Position
void lcd_setcursor( uint8_t spalte, uint8_t zeile );

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Ausgabe eines einzelnen Zeichens an der aktuellen Cursorposition
void lcd_data( uint8_t data );

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Ausgabe eines Strings an der aktuellen Cursorposition
void lcd_string( const char *data );

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Definition eines benutzerdefinierten Sonderzeichens.
// data muss auf ein Array[8] mit den Zeilencodes des zu definierenden Zeichens
// zeigen. Später können diese mit lcd_data(0-7) aufgerufen werden
void lcd_generatechar( uint8_t startadresse, const uint8_t *data );

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Ausgabe eines Kommandos an das LCD.
void lcd_command( uint8_t data );


////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// LCD Befehle und Argumente.
// Zur Verwendung in lcd_command

// Clear Display -------------- 0b00000001
#define LCD_CLEAR_DISPLAY       0x01

// Cursor Home ---------------- 0b0000001x
#define LCD_CURSOR_HOME         0x02

// Set Entry Mode ------------- 0b000001xx
#define LCD_SET_ENTRY           0x04

#define LCD_ENTRY_DECREASE      0x00
#define LCD_ENTRY_INCREASE      0x02
#define LCD_ENTRY_NOSHIFT       0x00
#define LCD_ENTRY_SHIFT         0x01

// Set Display ---------------- 0b00001xxx
#define LCD_SET_DISPLAY         0x08

#define LCD_DISPLAY_OFF         0x00
#define LCD_DISPLAY_ON          0x04
#define LCD_CURSOR_OFF          0x00
#define LCD_CURSOR_ON           0x02
#define LCD_BLINKING_OFF        0x00
#define LCD_BLINKING_ON         0x01

// Set Shift ------------------ 0b0001xxxx
#define LCD_SET_SHIFT           0x10

#define LCD_CURSOR_MOVE         0x00
#define LCD_DISPLAY_SHIFT       0x08
#define LCD_SHIFT_LEFT          0x00
#define LCD_SHIFT_RIGHT         0x04

// Set Function --------------- 0b001xxxxx
#define LCD_SET_FUNCTION        0x20

#define LCD_FUNCTION_4BIT       0x00
#define LCD_FUNCTION_8BIT       0x10
#define LCD_FUNCTION_1LINE      0x00
#define LCD_FUNCTION_2LINE      0x08
#define LCD_FUNCTION_5X7        0x00
#define LCD_FUNCTION_5X10       0x04

#define LCD_SOFT_RESET          0x30

// Set CG RAM Address --------- 0b01xxxxxx  (Character Generator RAM)
#define LCD_SET_CGADR           0x40

#define LCD_GC_CHAR0            0
#define LCD_GC_CHAR1            1
#define LCD_GC_CHAR2            2
#define LCD_GC_CHAR3            3
#define LCD_GC_CHAR4            4
#define LCD_GC_CHAR5            5
#define LCD_GC_CHAR6            6
#define LCD_GC_CHAR7            7

// Set DD RAM Address --------- 0b1xxxxxxx  (Display Data RAM)
#define LCD_SET_DDADR           0x80

#endif


lcd-routine.c

Code Auswählen Erweitern


// Ansteuerung eines HD44780 kompatiblen LCD im 4-Bit-Interfacemodus
// http://www.mikrocontroller.net/articles/HD44780
// http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial/LCD-Ansteuerung
//
// Die Pinbelegung ist über defines in lcd-routines.h einstellbar

#include <avr/io.h>
#include "lcd-routines.h"
#include <util/delay.h>

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Erzeugt einen Enable-Puls
static void lcd_enable( void )
{
    LCD_PORT |= (1<<LCD_EN);     // Enable auf 1 setzen
    _delay_us( LCD_ENABLE_US );  // kurze Pause
    LCD_PORT &= ~(1<<LCD_EN);    // Enable auf 0 setzen
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Sendet eine 4-bit Ausgabeoperation an das LCD
static void lcd_out( uint8_t data )
{
    data &= 0xF0;                       // obere 4 Bit maskieren

    LCD_PORT &= ~(0xF0>>(4-LCD_DB));    // Maske löschen
    LCD_PORT |= (data>>(4-LCD_DB));     // Bits setzen
    lcd_enable();
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Initialisierung: muss ganz am Anfang des Programms aufgerufen werden.
void lcd_init( void )
{
    // verwendete Pins auf Ausgang schalten
    uint8_t pins = (0x0F << LCD_DB) |           // 4 Datenleitungen
                   (1<<LCD_RS) |                // R/S Leitung
                   (1<<LCD_EN);                 // Enable Leitung
    LCD_DDR |= pins;

    // initial alle Ausgänge auf Null
    LCD_PORT &= ~pins;

    // warten auf die Bereitschaft des LCD
    _delay_ms( LCD_BOOTUP_MS );
   
    // Soft-Reset muss 3mal hintereinander gesendet werden zur Initialisierung
    lcd_out( LCD_SOFT_RESET );
    _delay_ms( LCD_SOFT_RESET_MS1 );

    lcd_enable();
    _delay_ms( LCD_SOFT_RESET_MS2 );

    lcd_enable();
    _delay_ms( LCD_SOFT_RESET_MS3 );

    // 4-bit Modus aktivieren
    lcd_out( LCD_SET_FUNCTION |
             LCD_FUNCTION_4BIT );
    _delay_ms( LCD_SET_4BITMODE_MS );

    // 4-bit Modus / 2 Zeilen / 5x7
    lcd_command( LCD_SET_FUNCTION |
                 LCD_FUNCTION_4BIT |
                 LCD_FUNCTION_2LINE |
                 LCD_FUNCTION_5X7 );

    // Display ein / Cursor aus / Blinken aus
    lcd_command( LCD_SET_DISPLAY |
                 LCD_DISPLAY_ON |
                 LCD_CURSOR_OFF |
                 LCD_BLINKING_OFF);

    // Cursor inkrement / kein Scrollen
    lcd_command( LCD_SET_ENTRY |
                 LCD_ENTRY_INCREASE |
                 LCD_ENTRY_NOSHIFT );

    lcd_clear();
}
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Sendet ein Datenbyte an das LCD
void lcd_data( uint8_t data )
{
    LCD_PORT |= (1<<LCD_RS);    // RS auf 1 setzen

    lcd_out( data );            // zuerst die oberen,
    lcd_out( data<<4 );         // dann die unteren 4 Bit senden

    _delay_us( LCD_WRITEDATA_US );
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Sendet einen Befehl an das LCD
void lcd_command( uint8_t data )
{
    LCD_PORT &= ~(1<<LCD_RS);    // RS auf 0 setzen

    lcd_out( data );             // zuerst die oberen,
    lcd_out( data<<4 );           // dann die unteren 4 Bit senden

    _delay_us( LCD_COMMAND_US );
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Sendet den Befehl zur Löschung des Displays
void lcd_clear( void )
{
    lcd_command( LCD_CLEAR_DISPLAY );
    _delay_ms( LCD_CLEAR_DISPLAY_MS );
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Sendet den Befehl: Cursor Home
void lcd_home( void )
{
    lcd_command( LCD_CURSOR_HOME );
    _delay_ms( LCD_CURSOR_HOME_MS );
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Setzt den Cursor in Spalte x (0..15) Zeile y (1..4)

void lcd_setcursor( uint8_t x, uint8_t y )
{
    uint8_t data;

    switch (y)
    {
        case 1:    // 1. Zeile
            data = LCD_SET_DDADR + LCD_DDADR_LINE1 + x;
            break;

        case 2:    // 2. Zeile
            data = LCD_SET_DDADR + LCD_DDADR_LINE2 + x;
            break;

        case 3:    // 3. Zeile
            data = LCD_SET_DDADR + LCD_DDADR_LINE3 + x;
            break;

        case 4:    // 4. Zeile
            data = LCD_SET_DDADR + LCD_DDADR_LINE4 + x;
            break;

        default:
            return;                                   // für den Fall einer falschen Zeile
    }

    lcd_command( data );
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Schreibt einen String auf das LCD

void lcd_string( const char *data )
{
    while( *data != '\0' )
        lcd_data( *data++ );
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Schreibt ein Zeichen in den Character Generator RAM

void lcd_generatechar( uint8_t startadresse, const uint8_t *data )
{
    // Startposition des Zeichens einstellen
    lcd_command( LCD_SET_CGADR | (startadresse<<3) ); //Startadressen: 0;1;2;3;4;5;6;7

    // Bitmuster übertragen
    for ( uint8_t i=0; i<8; i++ )
    {
        lcd_data( data[i] );
    }
    lcd_command(LCD_SET_DDADR); //DRAM auf 0 setzen
}


Was ich bisher erreicht habe ist, dass von 0-9 hochgezählt wird, und anschließend das Ganze eine Zeile weiter springt, bis das Ende des Displays erreicht ist, um dann in der 2 Zeile das Wort Fertig anzuzeigen.

Mein Code dazu sieht folgendermaßen aus:

Code Auswählen Erweitern



#define F_CPU 16000000


#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include "lcd-routines.h"
int a = 0;

int Zeile1 ()                               // Funktion Wert Hochzählen
{
char outpt[16];
lcd_init();
for(int i=0; i<=9; i++)
{
itoa(i, outpt, 10);
lcd_clear();
lcd_setcursor(a,1);
lcd_string(outpt);
_delay_ms(200);

}
}

int Counter() // Zähler Zeile
{
a++;
}

int main(void)
{
while (a<=15)                           // Solange Zeile 16 nicht erreicht springe eine Zeile weiter
{
Zeile1();
Counter();
}
while (a>15)                           // Wenn Zeile 16 erreicht zeige Fertig

{
lcd_clear();
_delay_ms(300);
lcd_setcursor(5,2);
lcd_string("Fertig");
break;
}
}


Vielleicht gibt es hier ja jemanden, der mir ein paar Tips geben kann, wie man das etwas eleganter machen kann. Zusätzlich schaue ich gerade, wie ich die Analogen Eingänge des Keyshields auswerten kann, um evtl. noch einen anderen Ablauf per Knopfdruck zu starten. Falls dort auch jemand Erfahrung hat, wäre ich auch hier für Ansätze dankbar.

Ansonsten danke an alle die bis hier hin gelesen haben!

Grüße