آموزش راه اندازی LCD کاراکتری برای میکروکنترلر STM32F103 + پیاده سازی کتابخانه ال‌سی‌دی

میکروکنترلر STM32F103 چیست؟

میکروکنترلر STM32F103 یک تراشه الکترونیکی بسیار قدرتمند و پرکاربرد است که در قلب بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی تعبیه شده است. این تراشه به عنوان یک مغز کوچک عمل می‌کند و وظیفه کنترل و مدیریت سایر اجزای دستگاه را بر عهده دارد. STM32F103 به دلیل قابلیت‌های بالا، مصرف انرژی پایین و قیمت مناسب، بسیار محبوب است و در پروژه‌های مختلفی از جمله رباتیک، اینترنت اشیا، سیستم‌های کنترل صنعتی و ... مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کتابخانه LCD چیست؟

کتابخانه LCD، مجموعه‌ای از توابع و دستورات از پیش نوشته شده است که به وسیله آن می‌توان با یک نمایشگر LCD به راحتی ارتباط برقرار کرد و اطلاعات را روی آن نمایش داد. این کتابخانه‌ها به عنوان یک رابط بین میکروکنترلر و نمایشگر عمل می‌کنند و این امکان را فراهم می‌کنند تا بدون نیاز به نوشتن کدهای پیچیده، متن، اعداد و حتی تصاویر ساده را روی نمایشگر نمایش داد.

اهمیت یادگیری راه‌اندازی و نوشتن کتابخانه LCD کاراکتری برای میکروکنترلر STM32F103 چیست؟

 محدودیت نمایش کاراکترها در نمایشگرهای ‎7-Segment، استفاده از آن‌ها را برای نمایش متون دلخواه، ناممکن می‌سازد. در مقابل، LCDهای کاراکتری قابلیت نمایش ترکیبی از اعداد و حروف را دارند. علاوه بر این، راه‌اندازی نمایشگرهای ‎7-Segment نیازمند فرایند پیچیده مالتی‌پلکس بوده و سهم قابل توجهی از منابع میکروکنترلر را به خود اختصاص می‌دهد. در حالی که LCDهای کاراکتری با ارسال ساده اطلاعات به نمایشگر، این مسئولیت را از دوش میکروکنترلر برمی‌دارند.

یادگیری نحوه راه‌اندازی و نوشتن کتابخانه LCD برای میکروکنترلر STM32F103، امکان پیاده‌سازی طیف گسترده‌ای از پروژه‌های الکترونیکی را فراهم می‌کند که نیازمند نمایش اطلاعات هستند. از ساعت‌های دیجیتال گرفته تا کنترلرهای ساده، تسلط بر این مهارت، دست علاقه‌مندان را برای خلق پروژه‌های متنوع باز می‌گذارد. همچنین، فرایند راه‌اندازی و نوشتن کتابخانه LCD، باعث کسب درکی عمیق‌تر از نحوه تعامل میکروکنترلر با دستگاه‌های جانبی می‌شود. تسلط بر این مهارت، قابلیت‌های متخصصین را در بازار کار افزایش داده و فرصت‌های شغلی بیشتری را برای آن‌ها ایجاد می‌کند.

در این فرادرس چه چیزی یاد می‌گیریم؟

در این آموزش ابتدا با نحوه راه‌اندازی و کار با LCD کاراکتری LCD-1602A که دارای ۲ سطر و ۱۶ ستون است، آشنا می‌شویم. با استفاده از نرم‌افزار CubeMX پروژه‌ای برای میکرو کنترلر STM32F103C8T6 ایجاد کرده و از محیط نرم‌افزار Keil برای برنامه‌نویسی میکروکنترلر استفاده می‌کنیم. برنامه‌نویسی را به دو صورت رجیستری و با استفاده از توابع LL (Low Layer) انجام خواهیم داد.

ابتدا نحوه تولید تاخیر با استفاده از تایمر SysTick را یاد می‌گیریم؛ سپس توابعی را برای راه‌اندازی LCD، ارسال دستور و ارسال داده برای نمایش در نمایشگر LCD، پیاده‌سازی می‌کنیم و در انتها با استفاده از ماکرو‌ها و پیش‌پردازنده‌ها در زبان C، امکان انتخاب نحوه راه‌اندازی LCD در مد ۴ و ۸ بیت داده را فراهم می‌کنیم.