Winstarでは、さまざまな組込み機器やアプリケーションに対応するキャラクタLCDモジュールの標準品を幅広く取り揃えています。WH0802、WH1202、WH1601、WH1602、WH1604、WH2002、WH2004、WH2402、WH4002など、多様な表示形式の製品をラインアップしています。

必要最小限の制御端子でLCD表示を制御できるため、システム設計におけるMCUの選定を容易にし、ハードウェア設計の簡略化にも貢献します。

一般的なキャラクタLCDモジュールでは、I2Cインターフェースを使用するために、図1のようにI2C変換基板を追加するケースがあります。しかし、この構成ではLCMの厚みが増加するだけでなく、製造工程の増加や歩留まり低下のリスクにつながる可能性があります。

 

変換基板を追加することなく、Arduino Uno開発ボードと接続することで、以下のWinstarキャラクタLCDモジュールを各種通信インターフェースで直接制御できます。

• WINSTAR WH1602 LCM：16文字 × 2行表示
• WINSTAR WH2002 LCM：20文字 × 2行表示
• WINSTAR WH2004 LCM：20文字 × 4行表示

これら3種類のLCMシリーズにはRW1063 LCDコントローラを搭載しており、シリアルインターフェース（I2C、SPI）およびパラレルインターフェース（6800）に対応しています。

Note：ディスプレイインターフェースについての詳細は、 「ディスプレイ インターフェイスの紹介」 をご参照ください。

LCMのピン配置

 

上表のV0端子では、20kΩの可変抵抗器を使用してキャラクター表示のコントラストを調整します。 テスト時に文字が表示されない場合や、背景が表示され続ける場合は、この可変抵抗器を調整して適切なコントラストに設定してください。

V0可変抵抗器の接続方法を図3に示します。

 

LCMとArduino Uno開発ボードの接続方法

 

図4に、LCMの4種類の通信インターフェース（I2C、SPI、6800 8bit/4bit）とArduino Unoの接続方法を示します。 I2CおよびSPIインターフェースでは、少ないGPIOピン数でキャラクタLCDモジュールを制御できます。

I2Cインターフェースの場合、Arduino UnoのI2C端子には内部プルアップ抵抗が搭載されているため、SDAおよびSCL端子に外付けのプルアップ抵抗を追加する必要はありません。 ただし、プログラムで内部プルアップ抵抗を無効にする場合は、外部にプルアップ抵抗を接続する必要があります。

図4：LCMの4種類の通信インターフェースとArduino Unoの接続方法。

 

LCMコマンド

すべての通信インターフェースでLCMの全コマンドセットを使用できるわけではありません。SPIインターフェースでは、RW制御線およびMISO端子がないため、読み出しコマンドには対応していません。書き込み時には、RS制御線によってコマンドデータまたは表示データのどちらを書き込むかを判別します。

I2CインターフェースもRW制御線を持たないため、読み出しコマンドには対応していません。コマンドデータまたは表示データを書き込む前に、コマンド制御コード（A0=0）またはデータ制御コード（A0=1）を送信し、次に送信するバイトがコマンドデータまたは表示データのどちらであるかを指定します。

SPIおよびI2Cインターフェースのタイミング

図5および図6は、SPIインターフェースによるLCM制御時のタイミングチャートです。LCMで使用されるSPIは、一般的なMCUに搭載されている標準SPIインターフェースとは異なり、送信されるバイトがコマンドデータまたは表示データであるかを判別するため、追加のRS信号線が必要です。データライン（SID）のビットデータ（BIT7～BIT0）は、クロックライン（SCLK）がLowレベルの時に変化し、Highレベルの時に読み取られます。

図5：SPIコマンド書き込み時のタイミングチャート

図6：SPIデータ書き込み時のタイミングチャート

図7および図8は、I2CインターフェースによるLCM制御時のタイミングチャートです。チップセレクト信号（CSB）を除き、I2Cインターフェースでは1回の書き込み操作で3バイトを送信し、コマンドデータまたは表示データを書き込みます。この時、2バイト目のA0ビットによって、3バイト目がコマンドデータまたは表示データであるかを決定します。

図7：I2Cコマンド書き込み時のタイミングチャート

図8：I2Cデータ書き込み時のタイミングチャート

サンプルコード

使用するLCMに合わせてプログラム設定を変更することで、コンパイル後、そのまま使用できます。

Step 1：LCMの1行あたりの最大表示文字数を設定します。
以下の例では、1行あたり最大16文字に設定しています。

Step 2：LCMの最大表示行数を設定します。
以下の例では、2行表示に設定しています。

Step 3：LCMで使用するインターフェースを設定します。
以下の例では、I2Cインターフェースを設定しています。

Step4：Arduino Uno開発ボードにプログラムをコンパイルして書き込みます。
図9は、3種類のLCMの表示状態を比較した模式図です。
表示コントラストが薄すぎる、または濃すぎる場合は、V0端子に接続された可変抵抗を調整することで、適切なコントラストに設定できます。図10に示すように、表示状態を確認しながら調整してください。

 

図10：V0端子によるコントラスト調整

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