Jc/md/lp-01/05Module d'affichage LCD sur le port parallèle : présentation1 Driver de port parallèle Commande dun module daffichage LCD

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Module d'affichage LCD sur le port parallèle : présentation 1

Driver de port parallèle

Commande d’un module

d’affichage LCD

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Objectif du chapitre

• Faire fonctionner un module d’affichage LCD couplé sur le port parallèle de la cible CEPC

– Étude sommaire du port parallèle standard des PC– Étude sommaire du module LCD– Écriture d’un driver pour ce module– Écriture d’une application pour afficher deux lignes

sur le module LCD– Téléchargement dans le CEPC– Exécution

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Port Parallèle d’un PC (1)

• Le port parallèle standard (SPP) est un port prévu dès l’origine du PC pour obtenir une liaison plus rapide que la liaison série de l’époque, utile pour commander une imprimante

• Dans un PC-XT ou dans un PC-AT le SPP n’était pas sur la carte mère mais sur une carte additionnelle qui contenait aussi un port série

• Carte à installer dans un connecteur du bus ISA

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• Il était possible d’installer sur le bus ISA deux cartes série/parallèle en choisissant par des straps deux décodages d’adresse possibles

– 0x378 : Parallel Printer 1 (LPT1) associé à l’IRQ7– 0x278 : Parallel Printer 2 associé à l’IRQ5

• Cet adaptateur parallèle n’était même pas un boîtier spécifique mais l’association d’un PAL et de quelques latches et drivers constituant trois registres

• Plus tard sont apparus des circuits spécifiques plus polyvalents

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• Registre de données (D0-D7) – à l’adresse de base du port

• Registre de Status (S3-S7)– à l’adresse de base du port + 1– utilisé pour ses cinq bits de poids forts seulement

S3-S7, S0-S2 inutilisés ou inexistants

• Registre de commande (C0-C4)– à l’adresse de base du port + 2– Utilisé pour ses cinq bits de poids faibles C0-C4, C5-

C7 inutilisés ou inexistants– ici nous n’utilisons que C0-C4

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Registres du port parallèle

Adresse de base

Registre de données

D7 D0

Adresse de base + 1

Registre de status (lecture)

S7

Adresse de base + 2

Registre de contrôle

C0

Poids fort Poids faible

S5S6 S4 S3

C3 C2 C1

D6 D5 D4 D3 D2 D1

C4

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Registres données et commande

D0 D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

Registre données Buffer

D5

D2

D3

D4

D1

D6

D7

C0 C0

C1

C2

C3

Registre commande Buffer

C2

C3

C1

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Registre status

• Inutilisé dans notre application

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Écriture sur un port

VOID WRITE_PORT_UCHAR(PUCHAR Port, UCHAR Value);

Parameters

Port

[in] Pointer to the port that must be a mapped memory range in I/O space.

Value

[in] Byte to be written to the port.

Return Values

None.

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Module d’affichage LCD HD44780

• Le module possède– Une mémoire de 80 caractères :

Display Data RAM (DD RAM)– Un générateur de police de caractère– Deux registres internes DR et IR

• Taille de l’afficheur utilisé :– Nombre de lignes d’affichage : 2– Nombre de caractères par ligne : 20

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Signaux du module LCD

• Port de données D0-D7• RS Register Select• E Enable• R/W Lecture/écriture, pour nous 0

• VDD Alimentation, pour nous sera prise sur le port sur la broche C2

• VSS Masse

• VL Contrôle du contraste, pour nous 0, contraste maximal

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Câblage du module LCD sur le port parallèle

Module d’affichage LCD

R/W VSS VL VDD

Port parallèle

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

RS E

C0C3

VDD VDD

VDD

9 8 67 5 34 172 1

VL à la masse donne le contraste

maximum

10 KΩ 10 KΩ

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Registres internes du module LCD

• Deux registres internes– IR registre d’instruction– DR registre de données

• Commande des registres par deux signaux– RS : Register Selector relié à la broche C3 du port

parallèle différencie ces deux registres– E : Enable relié à la broche C0 du port parallèle

valide l’introduction des données dans les registres

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Séquence d’écriture dans IR et DR

R SIR sé le c té

D R sé le c té

D 0 - D 7 D a ta p o u r IR D a ta p o u r D R

ED a ta p ris e e n c o m p te

Repos IR

RS=0 E=0

Donnée → IR

RS=0 E→0Donnée → DR

RS=1 E→0

Repos DR

RS=1 E=0

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Commandes pour écrire IR

• Signaux de commande en position de repos RS relié à C3 et E relié à C0 mais C3 et

C0 sont complémentées d’où : commande . . . . 1 x x 1 (RS=0 E=0)

• Mettre l’instruction sur le port parallèle D0-D7• Écrire cette instruction dans le registre IR

commande . . . . 1 x x 0 (RS=0 E=1)• Retour à l’état de repos

commande . . . . 1 x x 1 (RS=0 E=0)

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Commandes pour écrire DR

• Signaux de commande en position de repos RS relié à C3 et E relié à C0 mais C3 et

C0 sont complémentées d’où : commande . . . . 0 x x 1 (RS=1 E=0)

• Mettre la donnée sur le port parallèle D0-D7• Écrire cette donnée dans le registre DR

commande . . . . 0 x x 0 (RS=1 E=1)• Retour à l’état de repos

commande . . . . 0 x x 1 (RS=1 E=0)

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Options

• On peut commander la tension VDD avec la ligne C2, ce qui évite une alimentation externe

• La ligne C1 est réservée pour avoir un second signal Enable utilisé avec un afficheur à 4 lignes

C2

1N4148

VDD

1 µF+

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Détail des commandes IR et DR

• Afficheur LCD à deux lignes → C1 inutilisé, à 0 Alimentation par le port → C2 toujours à 1

• Repos en prévision d’une commande pour IR%1101 = 0xD «CTRL» C2=1 RS=0 E=0

• Entrée de la commande dans IR%1100 = 0xC «CTRLEN» C2=1 RS=0 E=1

• Repos en prévision d’une commande pour DR%0101 = 0x5 «DATA» C2=1 RS=1 E=0

• Entrée de la commande dans DR%0100 = 0x4 «DATAEN» C2=1 RS=1 E=1

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DDRAM du module LCD

• Le module LCD contient une DDRAM gérée automatiquement par les écritures dans le registre DR

• La donnée écrite dans le registre DR est transférée systématiquement dans la DDRAM à une adresse définie par un compteur d’adresse interne (AC)

• AC incrémenté à chaque écriture dans DR• AC initialisé par écriture de l’instruction

Set DDRAM address dans le registre IR

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LCD à 2 lignes de 20 caractères

DDRAM

20 caractères

20 caractères

20 caractères

20 caractères

Premièreligne

Secondeligne

0x00

0x270x40

0x67

0x13

0x530x54

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Instructions pour le LCD (1)

• Clear Display: 0x01• Return Home: 0x02• Entry Mode Set: 0x04 à 0x07 (%000001 I/D S)

– I/D = 1 incrément– S = 0 pas de décalage

• Display ON/OFF: 0x08 à 0x0F (%00001 D C B)– D = 0 display OFF– C = 0 cursor OFF– B = 0 blink OFF

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Instructions pour le LCD (2)

• Function Set: 0x38 pour nous (%001 DL N F 00)– DL=1 Interface 8 bits– N=0 LCD à deux lignes (0 pour une ligne)– F=0 Matrice 5x7

• Set DDRAM address: 0x80 à 0xFF (%1AAAAAAA)

– AAAAAAA Adresse à placer dans le compteur AC

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Initialisation du LCD

• Timing à respecter après la mise sous tension

• Séquence de commande obligatoire de configuration du LCD

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Timing à respecter après Power On

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Séquence d’initialisation

• RESET:Instruction 0x30 (Function Set: interface 8 bits) envoyée 3 fois

• Display OFF• Display ON• Clear Display• Function Set: taille de l’interface, nombre de

lignes et police. (non modifiable ensuite)• Mode Set: gestion affichage (décalage texte,

incrément d’adresse mémoire)

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Exemple d’envoi de commande

// Mise du port dans l’état repos commande

WRITE_PORT_UCHAR(PARCOMMAND, CTRL);

Sleep(15); // Attente de 15ms après la mise sous tension

// Function Set 1 (interface 8 bits)

WRITE_PORT_UCHAR(PARDATA,0x30);

WRITE_PORT_UCHAR(PARCOMMAND, CTRLEN);

Sleep(2); // Attente de 2 ms (signal ENABLE actif)

WRITE_PORT_UCHAR(PARCOMMAND, CTRL);

Sleep(5); // Attente de 5 ms

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Travail à réaliser

• Préparer une plate-forme• Préparer un driver à inclure• Générer le noyau avec le driver• Préparer une application• Générer l’application sans l’inclure avec le

noyau• Télécharger le noyau dans la cible• Exécuter l’application

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Driver

• Le driver comprendra deux IOCTL– Écriture d’un caractère– Positionnement du curseur

• On définira un projet PARA_DRV de type WCE Dynamic Link Library à inclure dans le noyau

• On créera un fichier PARA.def que l’on inclura dans le projet PARA_DRV

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Application

• L’application– écrira un texte sur la ligne 1 du LCD– puis positionnera le curseur en début de ligne 2– écrira un deuxième texte sur la ligne 2

• On définira l’application PARA_APP de type WCE Application à ne pas inclure dans le noyau

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Driver

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PARA.def

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Driver (1)

// TODO: // #include nécessaires

// Définition des IOCTL

#define IOCTL_PUTC \ CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,2048,\ METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)

#define IOCTL_CURSEUR \ CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,2049,\

METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)

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Driver (2)

// Définition des adresses du port parallèle

#define PARBASE ((PUCHAR) 0x0378)

#define PARDATA PARBASE

#define PARCOMMAND PARBASE+2

// Définition des mots de commande

#define CTRL 0xD

#define CTRLEN 0xC

#define DATA 0x5

#define DATAEN 0x4

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Driver (3)

BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule,

DWORD ul_reason_for_call,

LPVOID lpReserved)

{

return TRUE;

}

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Driver (4)

DWORD PAR_Init(DWORD dwContext){

DWORD dwRet = 1;RETAILMSG(1,(TEXT("PARA_DRV: PAR_Init\n")));

// TODO: // Mise du port dans l’état repos commande

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Driver (5)

// TODO: // Envoi des trois Function Set de RESET

// TODO: // Display OFF

// TODO: // Display ON

// TODO: // Clear Display

// TODO: // Function Set (2 lignes, 8 bits)

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Driver (6)

// TODO: // Mode Set (incrément, pas de décalage)

// TODO: // Mise du port dans l’état repos data

return dwRet;

}

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Driver (11)

BOOL PAR_Deinit(DWORD hDeviceContext)

{

BOOL bRet = TRUE;

RETAILMSG(1,(TEXT("PARA_DRV: PAR_Deinit\n")));

return bRet;

}

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Driver (12)

DWORD PAR_Open(DWORD hDeviceContext, DWORD AccessCode, DWORD ShareMode)

{

DWORD dwRet = 1;

RETAILMSG(1,(TEXT("PARA_DRV: PAR_Open\n")));

return dwRet;

}

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Driver (13)

BOOL PAR_Close(DWORD hOpenContext)

{

BOOL bRet = TRUE;

RETAILMSG(1,(TEXT("PARA_DRV: PAR_Close\n")));

return bRet;

}

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Driver (14)

BOOL PAR_IOControl(DWORD hOpenContext, DWORD dwCode, PBYTE pBufIn, DWORD dwLenIn, PBYTE pBufOut, DWORD dwLenOut, PDWORD pdwActualOut){

int val; BOOL bRet;

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Driver (15)

switch(dwCode)

{

// TODO: case IOCTL_PUTC:

// TODO: case IOCTL_CURSEUR:

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Driver (16)

// TODO: // Positionnement du curseur // Préparation adresse du curseur // Mise du port en repos commande

// Envoi de la commande de positionnement

// Mise du port en repos data}// switch

*pdwActualOut=1; return bRet;}

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Application

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Application (1)

// TODO: // #include nécessaires

// Définition des IOCTL

#define IOCTL_PUTC \ CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,2048,\ METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)

#define IOCTL_CURSEUR \ CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,2049,\

METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)

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Application (2)

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance,

HINSTANCE hPrevInstance,

LPTSTR lpCmdLine,

int nCmdShow)

{

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Application (3)

// TODO: // Déclarations et réservations

// TODO: // Chargement du driver

// TODO: // Ouverture du driver

// TODO: // Envoi première chaîne

// TODO: // Positionnement du curseur au début de la ligne 2

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Application (4)

// TODO: // Envoi deuxième chaîne

// TODO: // Fermeture des handles

return 0;

}

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Conclusion

• Nous avons dû construire un driver et une application rudimentaires pour commander un module d’affichage LCD installé sur un port parallèle standard de PC.

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