Chơng 4
Gi i thi u v thi t b hi n th (LCD),cỏch ghộp n i v i vi
x lý (Hunghe`o )
Màn hình tinh thể lỏng
LCD (liquid Crystal Display)
I/ Kiến thức chung về LCD (Liquid Crystals Display).
1.Màn hình tinh thể lỏng (LCD) là gì và phạm vi ứng dụng?
_ Ngày nay trong lĩnh vực thông tin và giải trí, việc dùng màn hình
ống tia ca tốt truyền thống (CRT) đang dần đợc thay thế bằng việc
sử dụng màn hình tinh thể lỏng (LCD). Vì LCD có nhiều u điểm v-
ợt trội nh : Độ dày màn hình nhỏ hơn rất nhiều , Kích thớc đa dạng
từ loại màn hình nhỏ tới màn hình cực lớn, Tiêu thụ ít năng lợng và
không nguy hiểm bằng CRT.
LCD dùng trong thông tin giải trí
(Màn hình Tivi, máy vi tính)
LCD dùng trong truyền thông
(Màn hình điện thoại, hiển thị của hệ
thống chuyên dụng)
1
ở phần này chúng ta chỉ xét tới LCD loại nhỏ và việc dùng LCD
để hiển thị của hệ thống chuyên dụng.
2. Cơ sở vật lý của LCD.
_ Đúng nh tên gọi của nó, LCD (Liquid Crystals Display ) -
Màn hình tinh thể lỏng - , cơ sở vật lý để LCD có thể hiển thị đợc
thông tin , hình ảnh chính là do đặc tính của vật liệu chế tạo nên
LCD, tức là Liquid Crystals (thạch anh lỏng).
_ Đặc tính của Liquid Crystals :
Thứ nhất:
Liquid Crystals là vật liệu trong suốt vừa có tính chất của chất
rắn,lại vừa có tính chất của chất lỏng (chính điệu này đã lam nên sự
khác biệt):

việc xoắn ánh sáng hoàn toàn có thể thực hiện đợc theo tính chất
lớp Liquid Cristal đã nói ở trên.
Có thể tổng kết đờng đi của ánh sáng nh sau:
Để có 1 điểm tối trên LCD: ánh sáng phát ra từ bên trong LCD
sẽ đi qua bề mặt rãnh thứ nhất (lớp lọc đơn cực), sau đó ánh sáng
đi qua lớp Liquid Cristal (lớp này đợc phân cực nên ánh sáng qua
nó mà không bị xoắn), sau đó ánh sáng qua bề mặt rãnh thứ 2lớp
phân cực thứ 2 (lớp lọc đơn cực), ánh sáng không ló ra đợc khỏi lớp
này(bị chặn lại hoàn toàn) ta thấy 1 điểm tối trên màn hình LCD.
(Hình 3)
Để có 1 điểm sáng trên LCD: quá trình đi tơng tự nhng khác ở
chỗ ánh sáng qua lớp Liquid Cristal không đợc phân cực nên ánh
sáng bị xoắn 90 độ, nhờ thế mà đi qua đợc bề mặt rãnh thứ 2 (lớp
lọc đơn cực) Ta thấy 1 điểm sáng trên LCD. (Hình 3)

Hình 2
Hình 3
3
II/ Xét LCD cụ thể Hitachi HD44780
LCD hiển thị đợc 2 hàng mỗi hàng hiển thị đợc 16 ký tự (LCD có 14
chân) nh đợc minh hoạ trên hình.
Thông số của LCD :
+Kích thớc hiển thị : 16 ký tự x 2 dòng.
+Màu hiển thị: đen/trắng
+Chế độ giao tiếp : 8 bít và 4 bít
+Cỡ chữ hiển thị : 5x7 hoặc 5x10
1. Cấu trúc của LCD
1a. Giới thiệu sơ đồ chân LCD .
_ LCD có tổng số 14 chân chia làm 3 nhóm:
Nhóm 1: (3 chân) Cấp nguồn VDD, VSS : cấp 5V, 0V

Chọn thanh ghi
Nếu RS=0 : LCD nhận lệnh từ VĐK
Nếu RS=1: LCD nhận dữ liệu từ VĐK để hiển thị
5 RW Read/Write
Chọn chức năng ghi/ đọc
Rw=1 : chọn chức năng đọc dữ liệu từ LCD vào
VĐK
Rw=0 : chọn chức năng ghi dữ liệu từ VĐKvào LCD
để hiểnt thị
6 E Read Write enable
Cho phép/ ko cho phép LCD trao đổi thông tin với
VĐK.
Chỉ khi E chuyển từ 10 thì tín hiệu ở các chân D0-
D7 mới đợc đa vào LCD.
7 D0 Data bus 0-7
8 chân này đợc nối
với VĐK để vào/ra
thông tin
8 D1
9 D2
10 D3
11 D4
12 D5
13 D6
14 D7
_ Từ những đặc điểm và chức năng đã đợc đề cập ở trên ta có
thể đi tới việc hình thành việc ghép nối của LCD với vi điều khiển
nh sau:
5
Nh trên hình minh hoạ ta có thể thấy các chân D0-D3 là đờng tín

Trao đổi thông tin với Vi điều khiển dùng 4 bit hay 8 bít.
_ Trình bày nội dung hiển thị.
Hiển thị ký tự trên LCD.
Hiển thị ký tự ở vị trí bất kỳ trên LCD.
Tạo chữ chạy trên LCD
Hiển thị ký tự , biểu tợng , hình vẽ tuỳ ý ngời dùng trên
LCD.
7
2b. Tập lệnh của LCD
Để thực hiện đợc các khả năng hiển thị ở trên, ta cần ra lệnh
cho LCD thực hiện các thao tác, tức là phải sử dụng tập lệnh của
LCD.
8
Command
D7 D6 D5
Binary
D4 D3 D2 D1 D0
Hex
Clear Display
(Xoá màn hình)
0 0 0 0 0 0 0 1 01
Display & Cursor Home
0 0 0 0 0 0 1 x 02 or 03
Character Entry Mode
(Chế độ nhận dữ liệu)
0 0 0 0 0 1 1 / D S 04 to 07
Display On/Off & Cursor
(bật/tắt LCD và kiểu con trỏ)
0 0 0 0 1 D U B 08 to 0F
Display/Cursor Shift

giảm
S
Dịch con trỏ sau khi hiển
thị
Có (1); Không (0)
D =1: bật LCD; =0: tắt LCD
U Con trỏ đợc gạch chân Có (1); Không (0)
B Con trỏ nhấp nháy Có (1); Không (0)
D/C Dịch chuyển Màn hình (1); Con trỏ (0)
R/L Chiều dịch chuyển Sang phải (1); Sang trái (0)
8/4 Chế độ trao đổi thông tin 8 bít (1); 4 bít (0)
2/1 Số dòng hiển thị 2 dòng (1) ; 1 dòng (0)
10/7
Cỡ chũ Cỡ 5x10 (1); Cỡ 5x7 (0)
_ Các lệnh trên chia làm 3 nhóm :
9
Nhóm 1: Các lệnh thiết lập chế độ hiển thị : Display On/Off &
Cursor , Function Set , Character Entry Mode .
Nhóm 2: Các lệnh điều khiển quá trình hiển thị (con trỏ và màn
hình): Display & Cursor Home , Display On/Off & Cursor ,
Display/Cursor Shift, Set CGRAM Address,
Nhóm 3: Lệnh kiểm tra trạng thái của LCD : Set Display
Address
_ Trên đây là tập lệnh của LCD, các mã lệnh này sẽ đợc đa từ Vi
điều khiển 8 đờng D0-D7. Muốn LCD nhận và hiểu các tín hiều đa
vào này là lệnh thì phải sử dụng đúng Nhóm 3 chân Điều khiển việc
vào ra thông tin : E,RS,R/W . Khi nào LCD hiểu tín hiệu đa vào là dữ
liệu, khi nào là lệnh là do sự kết hợp của 3 chân này quyết định.
Các chế độ vào ra thông tin của LCD (kết hợp các chân E,
RS, R/W)

_ Phần này sẽ ứng dụng các lệnh :
Command
D7 D6 D5
Binary
D4 D3 D2 D1 D0
Hex
Clear Display 0 0 0 0 0 0 0 1 01
Display On/Off & Cursor 0 0 0 0 1 D U B 08 to 0F
Function Set 0 0 1 8 / 4 2 / 1 10 / 7 x x 20 to 3F
_ Đặt vấn đề :
Khi LCD modul đợc Reset, ở trạng thái ban đầu ngay khi đợc cấp
nguồn màn hình LCD cha có gì đợc hiển thị cả. Thậm chí , lúc này
nếu ta cho dữ liệu vào để hiển thị 1 ký tự nào đó thì LCD cũng
không thể làm đợc. Bởi vì trớc tiên LCD phải nhận đợc lệnh điều
khiển trớc khi nó có thể hiển thị thông tin. Lệnh điều khiển mà ta
muốn nói tới chính là lệnh cho LCD bật chế độ hiển thị và thiết lập
chế độ hiển thị cho LCD (Ví dụ: hiển thị trên 1 hay 2 dòng, con trỏ
hiển thị theo dạng nào..)
_ Lệnh Display On/Of and Cursor khi đợc gửi tới LCD sẽ bật
chế độ hiển thị của LCD và đồng thời cũng xác định kiểu con
trỏ hiển thị. Nếu bít D =1 sẽ bật LCD (ngợc lại sẽ tắt LCD). Nếu bít
U=1 con trỏ màn hình sẽ đợc gạch chân (và ngợc lại ). Nếu bít B=1
thì con trỏ sẽ nhấp nháy (và ngợc lại).
Tốt nhất nên chọn kiểu con trỏ hiển thị là con trỏ nhấp nháy và
có gạch chân để tiện quan sát. Muốn vậy , ta sẽ gửi tới LCD mã
lệnh sau : 00001111($0F).
Cụ thể các thao tác nh sau :
RS để ở mức logic 0 (LCD hoạt động ở chế độ nhận lệnh), R/W = 0
(truyền dữ liệu từ vi điều khiểu vào LCD) các đờng vào D0-D7 đ-
ợc đặt là: 00001111 ($0F)) Sau cùng để chân E có 1 chuyển