液晶表示器について

市販の液晶表示器には、１６文字×２行のＬＣＤと、２０文字×４行のＬＣＤが一般的ですので、この２種類のＬＣＤモジュールを使って、まずはＰＩＣから簡単な文字表示をするプログラムを作っていくことにします。また、読者の方々にも汎用的に使っていただくために、パソコンからシリアルデータ通信（ＲＳ２３２Ｃ）を介して文字表示をするといったプログラムも紹介していくつもりです。最終的にはスペアナのデータ表示などに応用できればと思っています。
なお、秋月電子通商では、「ＰＩＣＬＣＤキット」としてＲＳ２３２Ｃでシリアル制御を行うキットが発売されておりますが、このキットではＲＳ２３２Ｃとのインターフェースが簡略化されております。表示器単体での動作だけなら、簡易的な構成でもよいのですが、ＤＤＳキットと組み合わせたり、あるいは他のシリアルデータ通信も一緒に行うといった構成には残念ながら不向きです。やはりインターフェースには、レベル変換ＩＣを用いる構成にするべきです。また、PICLCDキットに付属のソフトですが、いまだにコントロールソフトがDOS用です。そこで、WINDOWS用に改変してアレンジしていくことにしましょう。
ＰＩＣＬＣＤキットの説明書の最後に次のようなコメントがありました。「このキットは、マニュアル通りに製作して使っていただいても構いませんが、このキットを元に、お客様が自由に改造・カスタマイズしていただくことで、目的に合ったユニットとなるように・・・・・」と記されております。ということで、汎用的にいろいろ使えるＬＣＤキットにしていきたいと考えています。


液晶表示器の外観
図１に液晶表示器の表面外観、および図２に裏面外観を示します。上が、SC1602BSLB（１６文字×２行）で、下が　SC2004C（２０文字×４行）と大きさを比較するために並べています。いずれも、SUNLIKE社製で秋月電子通商で購入したものです。値段ですが、１６文字×２行で1200円，２０文字×４行で2400円となっていました。なお、この液晶表示器にはLEDバックライトの有無があります。バックライト無しの液晶表示器でしたら、１６文字×２行で800円，２０文字×４行で2200円となっています。

図１．液晶表示器の表面外観	図２．液晶表示器の裏面外観

図３及び図４に、液晶表示器の外形寸法図を示します。（詳細は、SUNLIKE社データシートを参照）

図３．外形寸法図　［SC1602BSLB（１６文字×２行）の場合］

図４．外形寸法図　［SC2004C（２０文字×４行）の場合］

液晶表示器の電気的特性
表１に液晶表示器の電気的特性について記載します。

　　　　　　　　　（注１）ＤＢ０〜ＤＢ７，Ｅ，R/W，ＲＳ端子に適用
（注２）ＤＢ０〜ＤＢ７端子に適用

液晶表示器のコネクタ・ピン配置
図５に液晶表示器のコネクタピン配置と、表２に信号内容を示します。

図５．コネクタピン配置

＜注意事項＞
１６文字×２行　と　２０文字×４行の液晶表示器では、同じSUNLIKE社の製品でありながら、電源の接続（V_DDとV_SS）だけが逆になっています。もしも間違えると壊れる可能性大です。差し替えの際には十分注意してください。

液晶表示器のブロック図
図６に液晶表示器のブロック図を示します。電源関連の端子として、＋５Ｖ電源(V_DD)，GND（V_SS)，コントラスト調整電源(Vo)があります。また、LEDバックライトがついている液晶表示器には、アノード端子(A)，カソード端子(K)があります。LCDコントローラーには、それぞれ８ビットのデータバス信号（DB0〜DB7），動作起動信号（E），読み出し／書き込みの選択信号（R/W），レジスタ選択信号（RS）端子があります。液晶表示器の内部では、LCDコントローラからLCDパネルへ、それぞれコモン信号（COM：16本），セグメント信号（SEG：40本）が接続されており、またLCDコントローラからLCDセグメントドライバへ、１本のシリアルデータ信号と３本のタイミング信号が合わせて４本接続されています。LCDセグメントドライバからLCDパネルへは、１６文字×２行の液晶表示器の場合でセグメント信号（SEG：40本）、２０文字×４行の液晶表示器の場合でセグメント信号（SEG：160本）が接続されています。

図６．液晶表示器のブロック図

制御信号のタイムチャート
図７に液晶表示器の制御信号のタイムチャートを示します。制御関連の端子として、読み出し／書き込みの選択信号（R/W），レジスタ選択信号（RS），動作起動信号（E）端子の３つと、８つの入出力データ信号（DB0〜DB7）があります。

制御信号のポイント
動作起動信号（E）を、他の制御信号より常に内側に入るようなタイミングに設定する
ただし、動作起動信号（E）は最小220nsのパルス幅を確保する必要があります。たとえば、命令で連続してON，OFFした場合、ＰＩＣ命令の１サイクルの実行時間は、１サイクル実行時間＝４／クロック周波数となっていますので、クロック周波数が２０ＭＨｚ（50ns）の場合は、４／２０ＭＨｚ＝４＊５０ｎｓ＝２００ｎｓとなります。１命令文で連続してON，OFFした場合、２０ＭＨｚのクロック周波数では、十分なパルス幅を確保できません。したがって、間にNOP命令などを挿入して十分なパルス幅をとる必要があります。

図７（ａ）．書き込み時のタイミングチャート

図７（ｂ）．読み込み時のタイミングチャート （ビジー信号入力）

液晶表示器の内部アドレス
表３に、SC1602BSLB（１６文字×２行）、表４にSC2004C（２０文字×４行）の液晶表示器の内部アドレスを示します。１６文字対応で作成されたプログラムと互換をとるために、２０文字液晶では１桁目のアドレスが飛んでいます。

文字コードと文字パターンの対応
表５に文字コードと文字パターンの対応表を示します。上位４ビットが0000の（１）〜（８）はCG RAMの領域です。

表５．文字コードと文字パターンの対応

［次へ］は、液晶表示器のインストラクションについて解説していきます。

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