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Driver para LCD I2C

Este projeto apresenta um driver de LCD para a família PIC18F, usando o módulo MSSP do microcontrolador configurado como Master no modo I2C. O LCD é acoplado ao expansor de I/O PCF8574T, também de Bus I2C.

O objetivo do projeto é fornecer um driver para LCD I2C em linguagem assembler, capaz de liberar o programador do esforço de construir um controlador para esse dispositivo e deixá-lo se concentrar na resolução do seu problema.

Os LCDs são dispositivos essenciais na exibição de dados quando se usa microcontroladores porém eles utilizam uma boa parte dos pinos de I/O que poderiam ser usados para outras finalidades. LCDs como os HD44780, quando usados em modo 4 bits por exemplo, poderiam usar até 7 pinos do microcontrolador. Para evitar esse desperdicio de recursos existem dispositivos como o PCF8574T que permitem usar apenas 2 pino do microcontrolador para fazer a comunicação com LCDs.

O PCF8574T é um dispositivo de expansão de I/O para microcontroladores que possui um Bus I2C (SDA e SCL) e uma porta bidirecional de 8 bits.

Nosso projeto usou um shield adiquirido no mercado, com o LCD e o PCF8574T já montados. Isso vai poupar todo o trabalho de montagem do LCD e do PCF8574T no PCB. Com esse shield podemos, inclusive, controlar o acendimento do back-light do LCD pois sua placa já possui um transistor necessário para essa finalidade que pode ser acionado pelo pino P3 do PCF8574T. A foto ao lado mostra o LCD com o PCF8574T adiquirido onde apenas 4 pinos são necessários para sua operação: dois pinos de alimentação (5V e GND) e dois pinos de comunicação do Bus I2C (SDA e SCL). O Bus I2C deve ter resistores Pull Up de 4K7 pois os testes realizados sem esses resistores não funcionaram.

Apenas a título de informação, o endereço I2C de 7 bits do PCF8574T é fixado na fábrica em 0x27 mas outros modelos podem usar endereços que variam entre 0x20 e 0x27. O endereço do chip usado neste projeto é 0x27.

O LCD e o PCF8574T também podem ser adiquiridos separadamente e montados na placa do projeto. Isso requer alguns resistores externos e, se desejar controlar o back-light do LCD, um transistor também será necessário. Aqueles que optarem por montar o circuito na placa do projeto podem se basear no esquema elétrico abaixo. Notar que o Bus I2C deve ter resistores Pull Up de 4K7.

ESQUEMA ELÉTRICO

Notar que as únicas conexões de hardware com o microcontrolador são as do Bus I2c, isto é, as conexões dos pinos SDA e SCL do PIC com os pinos SDA e SCL do PCF8574T.

Além disso, o PCF8574T possui ainda os pino 1, 2 e 3 (A0, A1 e A2) que não estão representados no esquema. Embora o endereço de fábrica seja 0x27, esses pinos são usados para a configuração manual do endereço do dispositivo no Bus I2C. No caso do Shield esse endereço é 0x27. A tabela abaixo mostra os endereços possíveis.

DOWNLOAD DO DRIVER

Após adiquirir o Shield de LCD I2C ou montar o circuito acima, baixe no seu computador o "Projeto do Driver", descomprima o arquivo e abra o projeto no MPLAB. Na pasta do projeto encontra-se o arquivo "lcdi2c.hex" que pode ser gravado diretamente num microcontrolador PIC18F4520. Nessa pasta encontra-se, também, o programa "lcdi2c.asm" que pode ser alterado para testar suas necessidades particulares.

COMO USAR O DRIVER

O driver, cujo arquivo "lcdi2c_services.inc" se encontra na pasta "Includes" do projeto, fornece várias funções de controle e macro instruções que facilitam a programação em um nível razoavelmente alto, isto é, o programador não precisa se preocupar com detalhes do protocolo I2C nem saber como funciona o LCD. Por exemplo, para apagar o LCD basta apenas chamar a função "CALL   lcdClear" e, para enviar uma mensagem ao LCD, usar a macro instrução LCDI2C_WRITE   "Bom dia!!!". Podemos, por exemplo, posicionar o cursor facilmente na linha 2 e coluna 5 do LCD usando a macro instrução SETI2C_CURSOR .2, .5, "i".

Para usar o driver, copie a pasta "Includes" para dentro da pasta do seu projeto e observe o programa abaixo. Ele servirá de exemplo para desenvolver seus próprios programas.

A pasta Includes contem todos os módulos necessários para o funcionamento do driver, tais como módulo de Delay e módulo de controle do Bus I2C de baixo nível.

Notar que todas as macro instruções são escritas em letras maiúsculas.

O programa exemplo, "lcdi2c.asm", que vem no projeto, roda um teste de várias funções do driver. Para executá-lo basta gravar no PIC18F4520 o arquivo "lcdi2c.hex".

Este projeto funciona com um microcontrolador PIC18F4520 com clock a cristal externo de 20MHZ (Fosc) e não foi testado para outras frequências de clock.

O projeto pode, também, ser adaptado facilmente para vários microcontroladores da família 18F como PIC18F4620, PIC18F4550 e, teoricamente, qualquer outro que possua o módulo MSSP. Para isso, modifique os parâmetros de especificação do microcontrolador no fonte do programa:

list p=18F4520 #include <p18F4520.inc>

No caso de adaptação para outro microcontrolador, deve-se, também, prestar atenção na localização dos pinos SDA e SCL que podem variar para cada microcontrolador. No caso do PIC18F4550, as portas SDA e SCL se encontram nos pinos 33 e 34 respectivamente e, no PIC18F4520 estão nos pinos 23 e 18 respectivamente.

H P S P I N Desde 04 de Março de 2010 Atualização: 16 de Apr de 2024