Modulo display LCD a 4 cifre

In moltissime applicazioni a microprocessore occorre rappresentare misure di grandezze di varia natura. Spesso sono impiegati display LED a 7 segmenti. Questi dispositivi hanno lo svantaggio di consumare molta corrente e di avere uno scarso contrasto con luce ambientale elevata. Al giorno d'oggi in quasi le applicazioni portatili si usano i display LCD. Purtroppo però questi display richiedono dei segnali di controllo più complessi. In questa pagina vediamo come controllare un display LCD a 4 cifre di tipo standard mediante l'utilizzo di un apposito circuito integrato driver.

Il display LCD impiegato in questa prova è caratterizzato da cifre molto grandi ad alto contrasto, quindi ben visibili anche da distanza elevata. Il modello di display in esame è composto di 4 cifre a 7 segmenti. Può quindi visualizzare grandezze da 0000 a 9999. Dispone dei punti decimali per ogni cifra modo da poter rappresentare grandezze con la virgola. Inoltre ha due punti separatori tra le coppie di cifre a sinistra e destra. Questa caratteristica permette di utilizzarlo anche come display per orologi, sveglie, timer. Il consumo di corrente è ridottissimo e lo rende adatto in applicazioni portatili alimentate a batteria.

Pin	Com	Pin	Com	Pin	Com	Pin	Com
1	COM	11	2C	21	4A	31	2F
2	NC	12	2P	22	4F	32	2G
3	NC	13	3E	23	4G	33	NC
4	NC	14	3D	24	3B	34	1B
5	1E	15	3C	25	3A	35	1A
6	1D	16	3P	26	3F	36	1F
7	1C	17	4E	27	3G	37	1G
8	1P	18	4D	28	COL	38	NC
9	2E	19	4C	29	2B	39	NC
10	2D	20	4B	30	2A	40	COM

Il dispositivo AY0438 è un circuito integrato della Microchip che permette di controllare display LCD sotto il controllo di un microprocessore. L'integrato realizza una periferica in grado di pilotare fino a 32 segmenti di display LCD. L'interfaccia seriale di cui dispone ne permette il controllo con solo tre linee di segnale. Questo permette di sollevare il microprocessore dal compito di generare le forme d'onda per ciascuno dei segmenti. Infatti l'integrato memorizza al suo interno lo stato di ogni segmento che compone il display e genera le forme d'onda necessarie per la corretta visualizzazione. In questa applicazione l'integrato è collegato ad un display standard, ma potrebbe essere usato anche con display custom con più di 7 segmenti per ogni cifra. Volendo è infatti possibile collegare più dispositivi AY0428 in cascata. La frequenza delle forme d'onda che controllano i segmenti del display può essere fornita da un apposito circuito esterno oppure essere generata internamente al dispositivo collegandogli un piccolo condensatore.

Tramite il software del microcontrollore che trovate nell'archivio, è di fatto possibile controllare singolarmente lo stato di ogni segmento del display. Questo ha reso possibile l'ottimizzazione nello sbroglio del circuito stampato. Ogni pin dell'integrato driver è stato collegato al più vicino pin del display avente funzione compatibile. Al prezzo di qualche riga di codice in più ho ottenuto un PCB compatto e su un solo lato, molto facile da realizzare con mezzi semplici. In pratica ho seguito il procedimento inverso al consueto. Ho disegnato il circuito partendo dal layout del PCB, poi ho ricostruito lo schema elettrico e utilizzato la flessibilità del software per il controllo di ogni segmento.

Per controllare il display sono sufficienti tre segnali di controllo, più l'alimentazione 5V e la massa, per un totale di 5 connessioni. Queste linee sono raggruppate tutte nel connettore a sinistra del display. I contatti nel connettore a destra sono riservati per eventuali espansioni con altri display in cascata quindi, salvo questi casi particolari, possono essere non utilizzati dal punto di vista funzionale. Possono tornare comodi per aumentare la stabilità del montaggio meccanico.

Questo circuito vuole essere un esempio da utilizzare come base di partenza per applicazioni più complesse. Schema elettrico e circuito stampato sono stati realizzati con EAGLE, CAD gratuito per gli hobbysti. Potete quindi modificare lo schema ed il Layout a vostro piacimento, per adattarli all'utilizzo con display LCD diversi da quello presentato. Il codice di esempio per il controllo del driver AY0428 con un PIC 16F628 è stato scritto con il compilatore PICC Compiler Demo v.8.02PL1 della HI-TECH.

Circuito integrato e display li ho acquistati dal sito www.futurlec.com. L'offerta è abbastanza ampia i prezzi sono decenti ma i tempi di spedizione della merce sono lunghissimi, anche diverse settimane.

Un esemplare di AY0428 me lo spedì la Microchip insieme ad altra campionatura gratuita; Purtroppo questo servizio è stato sostituito da uno a pagamento, ma sembra molto efficiente http://www.microchipdirect.com/.

Item	Min	Type	Max	Unit
Operating Voltage rms	3	5	6	V
Operating Frequency		32		Hz
Supply Current		8	25	µA
Operating Temperature	-30		80	°C

Pin	Com	Pin	Com	Pin	Com	Pin	Com
1	COM	11	2C	21	4A	31	2F
2	NC	12	2P	22	4F	32	2G
3	NC	13	3E	23	4G	33	NC
4	NC	14	3D	24	3B	34	1B
5	1E	15	3C	25	3A	35	1A
6	1D	16	3P	26	3F	36	1F
7	1C	17	4E	27	3G	37	1G
8	1P	18	4D	28	COL	38	NC
9	2E	19	4C	29	2B	39	NC
10	2D	20	4B	30	2A	40	COM

Pin	Com	Pin	Com	Pin	Com	Pin	Com
1	COM	11	2C	21	4A	31	2F
2	NC	12	2P	22	4F	32	2G
3	NC	13	3E	23	4G	33	NC
4	NC	14	3D	24	3B	34	1B
5	1E	15	3C	25	3A	35	1A
6	1D	16	3P	26	3F	36	1F
7	1C	17	4E	27	3G	37	1G
8	1P	18	4D	28	COL	38	NC
9	2E	19	4C	29	2B	39	NC
10	2D	20	4B	30	2A	40	COM

Pin	Com	Pin	Com	Pin	Com	Pin	Com
1	COM	11	2C	21	4A	31	2F
2	NC	12	2P	22	4F	32	2G
3	NC	13	3E	23	4G	33	NC
4	NC	14	3D	24	3B	34	1B
5	1E	15	3C	25	3A	35	1A
6	1D	16	3P	26	3F	36	1F
7	1C	17	4E	27	3G	37	1G
8	1P	18	4D	28	COL	38	NC
9	2E	19	4C	29	2B	39	NC
10	2D	20	4B	30	2A	40	COM