向HD44780控制的液晶显示器发送指令

Question

我目前的嵌入式项目使用的是由HD44780标准控制器控制的16x2LCD。我的PIC18通过Adafruit串行背包(示意图链接)与液晶显示器通话。我选择了SPI接口。

HD44780通过对8个数据引脚(DB0-7)、读/写引脚(R/W)、寄存器选择引脚(RS)和启用引脚(E)的各种指令写入来控制。链接到指令集。

指令由指示特定设置的位组成.配置参数缺乏一个更好的术语。

一切都如期而至，但我对我的设计不确定。为了最好地组织代码以提高可读性和灵活性，我尝试遵循以下方法：

• 通过头文件中的# HD44780指令分配每个配置参数
• 为每条指令构建char类型数组，并使用适当的配置参数加载它。
• 通过指针传递指令数组并使用shift操作按照串行背包所期望的顺序构造SPI输出来执行指令。

这一切都很好，但是，我觉得将指令存储为数组并不是最好的方法。我希望你能就你如何处理这一问题提出任何意见，以便更加明确和有效。我的头文件和.c文件在下面，main.c不包括，但通过指令别名调用LCD_send。

头文件

/* 
 * File:   LCD_SPI_16x2.h
 * Author: rbs
 * Comments:
 * Revision history: 
 */

/*Hardware configuration:
 *
 *  Adafruit LCD serial backpack bit configuration:
 *  [DB4 | DB5 | DB6 | DB7 | E | RS | RW | LITE]
 *
 *  HD44780 instruction set bit configuration (4-bit mode):
 *  [RS | RW | DB7 | DB6 | DB5 | DB4]
 * 
 *  HD44780 instruction set bit configuration (8-bit mode):
 *  [RS | RW | DB7 | DB6 | DB5 | DB4 | DB3 | DB2 | DB1 | DB0]
 * 
 *  PIC18 MSSP1 SPI peripheral:
 *  LSB first, clock = FOSC/4, SCK idle = low, TX on SCK low -> high, SDI not used
 */

// This is a guard condition so that contents of this file are not included
// more than once.  
#ifndef LCD_SPI_16X2_V2_H
#define LCD_SPI_16X2_V2_H

#include <xc.h> // include processor files - each processor file is guarded. 

//function prototypes
//void LCD_init(void);
void LCD_send(char *cmd);
void LCD_spi_out(char data);
//void LCD_send_string(const char * str);
//void LCD_set_cursr(int row, int col);

#define _E 0x08         //alias for HD44780 ENABLE bit

//HD44780 LCD parameters
#define _BL  1          //1-> backlight on       0-> backlight off

#define _ID  1          // 1-> increment         0-> decrement
#define _S   0          // 1-> display shift     0-> no shift
#define _D   0          // 1-> display on        0-> display off
#define _C   0          // 1-> cursor on         0-> cursor off
#define _B   0          // 1-> cursor blinks     0-> cursor does not blink
#define _SC  0          // 1-> shift display     0-> shift cursor
#define _RL  0          // 1-> shift to the left 0-> shift to the right
#define _N   1          // 1-> 2 lines           0-> 1 line
#define _F   0          // 1-> 5x10 dot font     0-> 5x8 dot font
#define _DL8 1          // 8-bit mode        
#define _DL4 0          // 4-bit mode

//HD44780 LCD instruction aliases
#define _Clear         LCD_send(Clear_display)
#define _Home          LCD_send(Home)
#define _Entry_mode    LCD_send(Entry_mode)
#define _Display_onOff LCD_send(Display_onOff))
#define _Cursor_shift  LCD_send(Cursor_shift)
#define _Function8     LCD_send(Function_set_8bit)
#define _Function4     LCD_send(Function_set_4bit)

//HD44780 LCD instruction set, see format note above
char Clear_display[10]      = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,1};
char Home[10]               = {0,0,0,0,0,0,0,0,1,0};
char Entry_mode[10]         = {0,0,0,0,0,0,0,1,_ID,_S};
char Display_onOff[10]      = {0,0,0,0,0,0,1,_D,_C,_B};
char Cursor_shift[10]       = {0,0,0,0,0,1,_SC,_RL,0,0};
char Function_set_8bit[10]  = {0,0,0,0,1,_DL8,_N,_F,0,0};
char Function_set_4bit[10]  = {0,0,0,0,1,_DL4,_N,_F,0,0};
char Cursor_pos[10]         = {0,0,1,0,0,0,0,0,0,0};

#endif  /* LCD_SPI_16X2_V2_H */

.C文件

/*
 * File:   LCD_SPI_16x2.c
 * Author: rbs
 *
 * Created on April 4, 2017, 10:00 PM
 */


#include <xc.h>
#include "system_initialize.h"
#include "LCD_SPI_16x2_v2.h"


void LCD_init(){
    //not completed yet
}

void LCD_send(char *cmd){
 /* Adafruit LCD serial backpack bit configuration:
  *  UPPER:
  *  [DB4 | DB5 | DB6 | DB7 | E | RS | RW | LITE]
  *  LOWER:
  *  [DB0 | DB1 | DB2 | DB3 | E | RS | RW | LITE]
  *  HD44780 incoming instruction configuration:
  *  [RS | RW | DB7 | DB6 | DB5 | DB4 | DB3 | DB2 | DB1 | DB0]
  */
    char Upper = 0x00;
    char Lower = 0x00;

    Upper |= (*(cmd))<<2;      //set RS bit
    Upper |= (*(cmd+1))<<1;    //set RW bit
    Upper |= (*(cmd+5))<<7;    //set data bits for upper 4bits of command 
    Upper |= (*(cmd+4))<<6;
    Upper |= (*(cmd+3))<<5;
    Upper |= (*(cmd+2))<<4;
    Upper |= _BL;              //set back light bit

    Lower |= (*(cmd))<<2;      //set RS bit
    Lower |= (*(cmd+1))<<1;    //set RW bit
    Lower |= (*(cmd+9))<<7;    //set data bits for lower 4bits of command
    Lower |= (*(cmd+8))<<6;
    Lower |= (*(cmd+7))<<5;
    Lower |= (*(cmd+6))<<4;
    Lower |= _BL;              //set back light bit

    LCD_spi_out(Upper);
    LCD_spi_out(Lower);
}

void LCD_spi_out(char data){
    _CS = 0;                   //chip select = 0
    SSP1BUF = (data|_E);       //send out data with E pin high
    __delay_ms(2);
    _CS = 1;                   //clock data out of LCD backpack shift register
    __delay_ms(2);             //delay for HD44780 to process

     _CS = 0;                  //chip select = 0
    SSP1BUF = data;            //send out data with E pin low to set HD44780
    __delay_ms(2);
    _CS = 1;                   //clock data out of LCD backpack shift register
    __delay_ms(2);
}

Answer 1

我看到了一些可以帮助您改进代码的东西。

不要将定义放入头文件

有一些声明，比如void LCD_spi_out(char data);，还有一些定义，它们将是函数的实际主体。头文件应该只有声明。代码对函数有适当的分离，但对于数据没有分离。来修复这样的移动线

char Clear_display[10]      = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,1};
char Home[10]               = {0,0,0,0,0,0,0,0,1,0};

进入.c文件，然后在.h文件中如下所示：

char Clear_display[10];
char Home[10];

小心使用已签名和未签名的

您的函数使用char *和char作为参数，但实际上它的实现取决于char是签名还是无符号。我建议使用特定的uint8_t类型(来自<stdint.h>)。

使用更有效的存储

使用10字节来存储10位并不是很有效。相反，我建议以比特的形式存储东西。特别是，我建议将8位命令中的每一条都存储为uint8_t。例如：

uint8_t Home = 0x01u;

RS和RW位是操作的内在特性，根本不需要存储。也就是说，每个命令的RS位都等于0(指定“命令”而不是“数据”)，而RW总是0(指定“写”而不是“读”)。

最小化工作

请注意，Upper和Lower的低四位是相同的，所以只计算一次就有意义了。此外，将它们定义为位掩码可能是有意义的，这样就可以通过按位或操作轻松地添加它们。

在实际的

中使用const

正如@TobySpeight在一条评论中正确指出的那样，不变的东西应该声明为const。在这段代码中，这将是数据数组和LCD_send函数的参数，因为该函数不会也不应该更改传递的数组。

考虑汇编语言

在嵌入式系统中，内存和CPU周期通常都供不应求，因此对于嵌入式系统程序员来说，使用汇编语言对代码的某些部分使用汇编语言更为常见。缺点是代码固有的可移植性较低，而且可能更难维护。与C语言相比，使用汇编语言更直接地完成位操作，但我们仍然可以在C中进行改进。一种方法可能如下所示：

void LCD_send_cmd(uint8_t cmd) {
    uint8_t hi = _BL;
    uint8_t lo = _BL;
    lo |= (cmd & 0x01) ? 0x80 : 0;
    lo |= (cmd & 0x02) ? 0x40 : 0;
    lo |= (cmd & 0x04) ? 0x20 : 0;
    lo |= (cmd & 0x08) ? 0x10 : 0;
    hi |= (cmd & 0x10) ? 0x80 : 0;
    hi |= (cmd & 0x20) ? 0x40 : 0;
    hi |= (cmd & 0x40) ? 0x20 : 0;
    hi |= (cmd & 0x80) ? 0x10 : 0;
    LCD_spi_out(hi);
    LCD_spi_out(lo);
}

或者，可能值得将位操作排除在外，这样您就可以同时发送命令和数据：

void LCD_send(uint8_t cmd, uint8_t flags) {
    uint8_t hi = flags;
    uint8_t lo = flags;
    lo |= (cmd & 0x01) ? 0x80 : 0;
    lo |= (cmd & 0x02) ? 0x40 : 0;
    lo |= (cmd & 0x04) ? 0x20 : 0;
    lo |= (cmd & 0x08) ? 0x10 : 0;
    hi |= (cmd & 0x10) ? 0x80 : 0;
    hi |= (cmd & 0x20) ? 0x40 : 0;
    hi |= (cmd & 0x40) ? 0x20 : 0;
    hi |= (cmd & 0x80) ? 0x10 : 0;
    LCD_spi_out(hi);
    LCD_spi_out(lo);
}

void LCD_send_cmd(uint8_t cmd) {
    LCD_send(cmd, _BL);
}

void LCD_send_data(uint8_t cmd) {
    LCD_send(cmd, RS | _BL);
}