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LCD con caratteri a matrice

Il set dei comandi

Abbiamo detto che HD44780 è un vero e proprio microcontroller dedicato all' interfaccia tra un dispositivo esterno e un pannello LCD a matrice di punti.
Quindi, come ogni microcontroller dispone di un set di istruzioni, dette comandi, accessibili dall' interfaccia.

Si tratta di istruzioni del tutto proprie, finalizzate esclusivamente ad ottenere certe funzioni dall' LCD.
In effetti, tutte le operazioni di gestione del display che consistono nella presentazione del contenuto della DDRAM o CGRAM sono svolte in modo del tutto trasparente per l' utente, che potrà però programmare modalità per il cursore, cancellazione del display, spegnimento e accensione, ecc., oltre a quelle necessarie per configurare le modalità di accesso, il numero di righe, le dimensioni della matrice.

La tabella seguente raccoglie i codici dei comandi:

Istruzione	Controllo		Bus								Funzione	Tempo MAX
Istruzione	RS	R/W	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0	Funzione	Tempo MAX
Clear display & Hpme	0	0
Clear display & Hpme			0	0	0	0	0	0	0	1	Cancella il display e riporta il cursore alla posizione iniziale	1,6 ms
Cursor Home			0	0	0	0	0	0	1	-	Riporta il cursore alla posizione iniziale, ma non cancella il display	1,6 ms
Direzione cursore e scrolling testo			0	0	0	0	0	1	I/D	S	Movimento del cursore (I/D) e dei caratteri (S).	40 us
Controllo cursore e display			0	0	0	0	1	D	C	B	Display visibile-On o no-Off (D) Cursore visibile-On o no-/Off (C) Cursore lampeggiante (B).
Spostamento cursore o scorrimento del display			0	0	0	1	S/C	R/L	-	-	Movimento del cursore o scrolling del display (S/C) e direzione del movimento.
Interfaccia, font e linee			0	0	1	DL	N	F	-	-	Interfaccia (DL), numero linee (N) e matrice (F).
Indirizzo CGRAM			0	1	CGRAM Address						Indirizzo CGRAM per leggere o scrivere un dato.
Indirizzo DDRAM			1	DDRAM Address							Indirizzo DDRAM per leggere o scrivere un dato.
Scrittura dato	1	0	Dato da scrivere								Scrive un dato nella CGRAM o nella DDRAM	40 us
Lettura BF e indirizzo	0	1	BF	AC - Address Counter							Lettura Busy Flag e Address Counter della locazione corrente	0
Lettura dato	1	1	Dato da leggere								Legge un dato dalla CGRAM o dalla DDRAM	0

- indica che il valore del bit è indifferente (solitamente si tiene a 0).
0 indica che le operazioni di lettura non richiedono attese per essere completate.

Per capire meglio la struttura dei comandi, facciamo alcune considerazioni:

Ogni comando ha una lunghezza di 8 bit
Un bit del comando, portato a 1, indica al controller quale è il gruppo di comandi; per visualizzare meglio la cosa nella tabella sopra sono stati evidenziati in grigio questi bit
Alcuni comandi sono costituiti da un singolo codice univoco (Clear display, Cursor Home)
Gli altri sono costituiti dal bit indicatore e da due o più bit di opzioni.

Nella tabella che segue sono descritti questi bit:

Bit	Valore
Bit	0	1
I/D	Ad ogni scrittura decrementa la posizione del cursore	Incrementa la posizione del cursore
S	Ad ogni scrittura fa lo scrolling del display	Nessuno scrolling
D	Display non visibile	Display visibile
C	Cursore non visibile	Cursore visibile
B	Cursore non lampeggiante	Cursore lampeggiante
S/C	Movimento del cursore	Movimento dei caratteri
R/L	Movimento verso sinistra	Movimento verso destra
DL	Interfaccia a 4bit	Interfaccia a 8bit
N	Una linea di caratteri	Due o più linee
F	Matrice 5x7	Matrice 5x10 punti
BF	Controller libero di accettare un nuovo comando	Controller impegnato ad eseguire il comando precedente

Un caso a parte è costituito dal byte 30h che viene utilizzato per l' inizializzazione

Dettaglio dei comandi

Questa struttura fa si che alcuni comandi abbiano in tabella la possibilità di essere eseguiti con più codici binari, dato che uno o due dei bit che compongono il comando può essere indifferentemente 1 o 0. Ad esempio, inviando sia 02h che 03h il controller interpreta entrambi come un Home.
In altri comandi, la scelta delle opzioni stabilisce il codice per il comando. Ad esempio:

Istruzione	Bus								Funzione
Istruzione	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0	Funzione
Direzione cursore e scrolling testo	0	0	0	0	0	1	I/D	S	Movimento del cursore (I/D) e dei caratteri (S).

avendo 2 bit (D1 e D0) variabili, occupa 4 bytes, così composti:

Bus								Hex	Funzione
D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0	Hex	Funzione
0	0	0	0	0	1	I/D	S		Movimento del cursore (I/D) e dei caratteri (S).
0	0	0	0	0	1	0	0	04	il cursore si muove da destra verso sinistra.
0	0	0	0	0	1	0	1	05	il cursore resta fisso nella sua posizione e il testo scorre da sinistra a destra.
0	0	0	0	0	1	1	0	06	il cursore si muove da sinistra verso destra.
0	0	0	0	0	1	1	1	07	il cursore resta fisso nella sua posizione e il testo scorre da destra a sinistra.

Le celle in grigio indicano i bit (D7:2) che sono fissi e determinano il gruppo dei comandi; i rimanenti due bit (D1:0) identificano le opzioni.

Dunque, il codice di un comando è composto da una parte fissa, che possiamo chiamare identificatore del gruppo dei comandi, e da una parte variabile che imposta le opzioni.

Così il gruppo comandi Controllo cursore e display occuperà 8 codici, tutti funzionali, mentre il gruppo Spostamento cursore o scorrimento del display occuperà 16 codici, ripetendo quattro volte le quattro variazioni delle opzioni con le quattro possibili combinazioni dei bit indifferenziati.

E' importante capire questa struttura perchè permette poi di comprendere quella che sarà usata da altri controller che, per mantenere la compatibilità base con l' HD44780, usano una stessa forma, ma introducono poi altre opzioni, o utilizzando i bit indifferenziati o inserendo uno switch che commuta un set di comandi alternativo.

Le definizioni dei comandi non hanno nulla a che fare con quelle correntemente in uso nel set dei microcontroller, in quanto sono dedicate ad una specifica attività e i loro mnemonici sono relativi a queste funzioni.