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Verificare un display LCD a caratteri


Avendo per le mani un display LCD a caratteri (LCD dot matrix display) ci si può trovare ad aver necessità di verificare se l' oggetto funziona oppure no.

Il problema è che questo genere di periferiche di per se, una volta applicata l' alimentazione, non fa nulla; il controller bordo è predisposto per rispondere a comandi che gli arrivano dal bus e quindi necessita di un collegamento con un master sul quale far girare un programma di driver e di test.
E, quando non si è sicuri del firmware, un test che determini se almeno l' hardware funziona, è molto utile.

In effetti, non è proprio vero che il display non faccia nulla, perchè all' arrivo della tensione, se questa è stata fornita nelle temporizzazioni richieste dal foglio dati, il controller , che è assimilabile ad un microcontroller embedded dedicato, effettua un reset hardware (POR= Power On Reset - reset all' arrivo della tensione di alimentazione).
Questa funzione comprende alcune azioni:

  1. predispone i registri interni per ricevere i comandi dal bus

  2. azzera la memoria DDRAM, riempiendola con 20h (ASCII spazio)

  3. imposta il funzionamento per una interfaccia a 8 bit e display di una linea

  4. mantiene non visualizzato (off) il display e il cursore

A noi interessa l' effetto dei punti 2 e 3, perchè questo può essere reso visibile anche senza disporre di un sistema che comandi il display.

Colleghiamo al display solamente:

  • pin 1 : Vss - massa
  • pin 2 : Vcc + 
  • pin 3 : Vo - contrasto

Occorre ovviamente anche accendere la retro illuminazione, se il display la prevede.

Però se ne può anche fare a meno: l'immagine risulterà debole o molto debole a seconda del tipo di display, ma sarà comunque visibile una differenza tra il display spento e le aree delle matrici attivate.

Tutti i rimanenti pin dell' interfaccia ora non interessano.

Non appena diamo tensione, in un tempo di pochi milli secondi il controller ha eseguito il reset hardware: il risultato è che le caselle della linea 1 diventano visibili, in quanto tutti i punti delle relative matrici sono attivati, cioè circolano dei segnali di riga e colonna, anche se non viene visualizzato nulla.

Regolando il contrasto, però, si potranno rendere visibili questi punti come scuri su fondo chiaro (per i display non retro illuminati) o chiari su fondo scuro (per quelli retro illuminati).
Questo indica che il controller sta facendo il suo lavoro di refresh del display.

Qui vediamo il risultato di un POR eseguito correttamente su un display 2 linee da 16 caratteri con retro illuminazione bianca su fondo blu.

Il controller ha inizializzato la prima linea, che, regolando il contrasto, viene resa visibile.solo la prima sarà visibile, 
La seconda linea fisica, che fa parte della memoria della seconda linea DDRAM, non è visibile in quanto il reset hardware inizializza il controller per la gestione di una sola linea.
Eccedendo con il contrasto, si potrà arrivare a rendere visibile anche la seconda linea, sia pure in modo meno marcato.

Qui lo stesso effetto su un display da 4 linee da 20 caratteri.

La prima linea fisica e la terza linea fisica corrispondono alla porzione di memoria che il controller considera come prima linea di memoria dati. 
Le altre due linee di caratteri non sono attivate in quanto appartengono a quella che per il controller è la seconda linea di DDRAM, non inizializzata nel reset hardware.

La visualizzazione di questi pixel attivati indica che il controller ha rilevato correttamente l' arrivo della tensione di alimentazione ed ha effettuato il reset hardware. Il display ha ottime probabilità di essere perfettamente funzionante.

Per un modulo a più linee, applicando i comandi di inizializzazione, dopo l' invio di quello relativo al numero di linee (con DL=1), si vedranno apparire anche le celle delle linee pari.

Se, appena applicata l' alimentazione, non si vede nulla, basta regolare la tensione di contrasto e, ad un certo punto, i rettangoli scuri (o chiari, se il display è retro illuminato) appariranno visibili.

Se, fatto questo, proprio non si vede nulla e siete sicuri della correttezza dei collegamenti di alimentazione, contrasto ed eventuale retro illuminazione e che il display sia alimentato alla sua tensione nominale, ci sono due possibilità:

  • il display richiede una tensione Vo negativa
  • il display è difettoso

Se, dopo aver provato ad applicare alla Vo una tensione negativa, attraverso una resistenza da 1-2 k per sicurezza, il display non visualizza nulla, bisogna concludere che è guasto.
Se il display, invece, visualizza le caselle con una Vo negativa, probabilmente si tratti di un modello a temperatura estesa.

Un cenno va fatto ai display con alimentazione inferiore a 5V, ad esempio 3.3V.
In queste condizioni è molto probabile che la Vo debba essere negativa, anche se il display è per range di temperatura ordinaria. Va anche ricordato che abbastanza pochi display di facile reperibilità sul mercato hanno montata la versione di controller che funziona al di sotto dei 5V. Prima di provare il vostro display a 3V, verificate dal foglio dati che questo sia possibile.  
In ogni caso la prova con una alimentazione a 5V è quella ideale.
Fanno eccezione rari display che sono previsti per il solo funzionamento a 3.3V circa. Si tratta di moduli non comuni e per i quali una occhiata al foglio dati è indispensabile.

Una volta verificato che il controller funziona, si potrà collegare il resto dei contatti e, caricato sul microcontroller un adeguato driver, si potrà provare a visualizzare caratteri.
Da notare che la posizione del cursore del potenziometro di regolazione del contrasto dovrà essere spostata rispetto a quella che permette di visualizzare le celle attive. 
La migliore visualizzazione (e il più ampio angolo di visualizzazione) si ottiene con il contrasto regolato al limite della sparizione delle caselle attive, il che lascia i caratteri con il contrasto più netto.
Ricordare che la tensione di contrasto è funzione della temperatura ambiente: un display regolato per il migliore contrasto a 20 °C probabilmente richiederà un aggiustamento se si lavora a 0 °C o a 35 °C per avere la visione migliore .

Avvertenza: questo test è perfettamente funzionale per i dot matrix. I display grafici potranno avere risposte differenti al reset hardware.



 

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Aggiornato il 11/01/13 .