Однострочный LCD в двухстрочном режиме

С помощью библиотеки LiquidCrystal, входящей в стандартный комплект ArduinoIDE 0018, можно выводить алфавитно-цифровую информацию на LCD-дисплеи, совместимые с контроллером HD44780U. В Россию, например, импортируется большое количество дисплеев WinStar - они доступны по цене и неприхотливы в использовании.

Однако, существует пара досадных проблем, среди которых отсутствие поддержки русских букв (вроде как решена) и плохая работа с однострочными дисплеями - именно про нее пойдет повествование ;)

Дело в том, что у HD44780U максимальный размер алфавитно-цифрового дисплея составляет 80 знакомест. И хотя производители изготавливают дисплеи на любой вкус (2 строки по 20 символов, 1 строка по 16, 2 по 8 и т.д.), контроллер всегда оперирует памятью DDRAM размером в 80 байт. А вот по поводу  того, сколько на самом деле физический дисплей имеет строк и колонок, должен заботиться программист: например, записывать символы только в те ячейки памяти, за которыми закреплены физические знакоместа в ЖКИ.

Всё это было мне невдомек, пока однажды я не познакомился с дисплеем WH1601A-NGG-CT, 16 знакомест в один ряд:



У него есть небольшая особенность - логически он представляет собой двухстрочный дисплей по восемь символов в строке. На это красноречиво указывает документация, просто надо внимательно читать перед покупкой:



Таким образом, интуитивно правильно написанный скетч (вариация на тему примера "HelloWorld" к библиотеке LiquidCrystal):

#include <LiquidCrystal.h>

// initialize the library with the numbers of the interface pins
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  // set up the LCD's number of rows and columns: 
  lcd.begin(16, 1);
  // Print a message to the LCD.
  lcd.print("hello, world!");
}

void loop() {
}

Дает вот такой огорчающий результат:



Как я уже упоминал, дисплей логически работает в двухстрочном режиме, поэтому для отображения второй половины надо обязательно вызывать конструктор как lcd.begin(16, 2), в противном случае мы вообще никогда ничего во второй половине не увидим. Зато можно разбивать все строки попалам и перед отображением второй половины ставить lcd.setCursor(0, 1), хотя, на мой взгляд - это насилие над личностью программиста. Про что-то подобное возмущался пользователь abend в форуме arduino, его направили читать документацию - и, видимо, он до сих пор ее читает.

Так как же быть? Если бы это был логически однострочный дисплей, то вывод в ячейки памяти DDRAM с адресами 0x0 - 0x0f отобразился бы на экране. У нас же диапазон прерывается - сначала от 0x0 до 0x7, а далее - от 0x40 до 0x47. Всё, что потребуется - "подменить" обращения к адресам 0x08-0x0f на 0x40 - 0x47, но так, чтобы основная программа ни о чем не догадалась. Неприятный момент заключается в том, что адресный регистр работает в режиме автоинкремента и придется перед каждым выводом в память проверять, не попали ли мы в запрещенный диапазон 0x08-0x0f - иначе говоря, читать содержимое адресного регистра.

С точки зрения схемы, потребуется подключить пин RW к какому-то из свободных цифровых выходов Arduino, потому что именно он управляет направлением передачи данных по шине. Если раньше можно было спокойно вешать его на GND (всегда вывод в дисплей), теперь про такую экономию придется забыть.

Библиотечное API расширено функцией setDRAMModel(uint8_t), которой надо передать в качестве аргумента константу режима трансляции - в данном случае - LCD_DRAM_WH1601, после чего результат команды print будет уже гораздо более ожидаемым:

#include <LiquidCrystal.h>

// initialize the library with the numbers of the interface pins
LiquidCrystal lcd(12, 10, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  // set up the LCD's number of rows and columns: 
  lcd.begin(16, 2);
  // set translation mode
  lcd.setDRAMModel(LCD_DRAM_WH1601);
  // Print a message to the LCD.
  lcd.print("hello, world! :)");
}

void loop() {
}

В остальном - функциональность в точности соответствует оригинальной библиотеке. Кстати, там есть чего оптимизировать и я этим воспользовался, чтобы прирост размера был не очень заметен.

Файл-архив LiquidCrystal-WH1601-0018.zip надо распаковать в arduino-0018/libraries/, желательно предварительно сохранив старый каталог LiquidCrystal - на всякий случай.