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LCDモジュールについて考えた (1) [電子工作]このエントリーを含むはてなブックマーク#

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LCDモジュールは、マイコンと接続して簡単に文字を表示する事ができるので、工作にはよく登場します。 でも、時々、「それでいいの?」という使い方が見受けられます。 この記事では、LCDモジュールについて、深く考えてみます。

入力の処理

LCDモジュールには、制御信号入力端子とデータバス入出力端子があり、これらをマイコンに接続して使用します。 IC使うときには、当然のこととして、未使用端子は適切に処理しなくてはなりません。 このLCDモジュールを使うときにも、各入力端子はLCDドライバにつながっているはずなので、適切な処理が必要です。

これらLCDモジュールの制御には、日立製作所(当時)のHD44780、または、その互換品が使われているということになっています。 そこで、googleさんに教えてもらった、データシートで、未使用端子の処理方法について調べてみました。 その結果、"E"入力以外の入力端子および入力状態の"DBx"入出力端子には、プルアップ素子が付加されるらしいことがわかりました。

プルアップの特性を調べる

LCDモジュールの端子には、プルアップが装備されていることがわかったのですが、秋月電子で入手したLCDモジュール(SD1602HU0B-XA)の仕様書には、そんな記述はありません。 だったら、勝手に調べてみましょう。

まず、VDDとVSSに5.0Vの電源を与えます。 また、"E"入力は、LCDモジュールが動かないように1kΩの抵抗でプルダウンしておきます。 これだけでも、十分なのですが、LCDに何も出てこないと寂しいので、VO端子を100Ωの抵抗でプルダウンし、ついでにバックライトも100Ωの抵抗を使って光らせました。 これで、準備はおしまいです。

あとは、手持ちの様々な値の抵抗(R)を使って、"RS"端子をプルダウンし、そのときの"RS"端子の電圧(VRS)をハンディテスタで測定・記録していきます。

R (Ω)VRS (V)
5.09
1.00E+064.99
2.20E+054.81
1.00E+054.22
7.20E+044.03
6.80E+043.83
5.60E+043.62
5.10E+043.49
4.70E+043.37
3.60E+043.01
3.30E+042.83
2.70E+042.542
2.40E+042.306
2.20E+042.139
2.00E+041.986
1.50E+041.535
1.10E+041.146
1.00E+041.031
7.50E+030.77
6.80E+030.706
5.60E+030.596
4.70E+030.491
3.30E+030.346
2.70E+030.279
2.40E+030.2503
2.20E+030.2283
2.00E+030.2092
1.80E+030.1881

"RS"入力端子での電圧降下(VDS=5.09-VRS)を横軸に、"RS"端子から流れ出した電流(IDS=VRS/R)を縦軸に、グラフを書かせるとこうなりました。

WS000244.png

もし、プルアップが本当の抵抗であったなら、グラフは直線になります。 ところが、実験の結果を見ると、電流値が途中から頭打ちになっています。

これは、いわゆるFETのI-V特性というものです。 つまり、プルアップ素子と言われているものは、抵抗ではなくFETで出来ていると推測されます。

次回予告

LCDモジュールの入力にプルアップが装備されているらしいことがわかりました。 負荷を付けなければ、プルアップの作用で入力端子は5Vまで上がってしまいます。 次回は、この入力端子に3.3V電源のマイコンをつないだらどうなるか調べてみます。

参考文献

トランジスタ技術 (Transistor Gijutsu) 2008年 07月号 [雑誌]

トランジスタ技術 (Transistor Gijutsu) 2008年 07月号 [雑誌]

  • 作者:
  • 出版社/メーカー: CQ出版
  • 発売日: 2008/06/10
  • メディア: 雑誌
Interface (インターフェース) 2009年 02月号 [雑誌]

Interface (インターフェース) 2009年 02月号 [雑誌]

  • 作者:
  • 出版社/メーカー: CQ出版
  • 発売日: 2008/12/25
  • メディア: 雑誌

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コメント 2

hamayan

CQ出版の見本PDFを見ても電源関係がさっぱり判らないので、会社に来てようやく2008年7月号を見たが、これ見てもさっぱり判らなかったので、2008年4月号まで遡ってようやくボードの回路図が判りました。
そこで初めて知った事、DSPicって5V電源ではなかったのね。

で7月号に戻って、LCDの電源に”乾電池4本”を使うとか。
仮に1.5Vだとして6V、でも実際には乾電池の初期電圧はアルカリで1.65V、オキシライドで1.7Vもあるのよね。
だから気を利かせて?オキシライドを使った場合は6.8Vとなってしまいます。

絶対最大定格をあてにして良いのか?。今までそんな使い方した事無いので判りません。

この連載も期待しています。

by hamayan (2009-01-13 09:30) 

noritan

私が印象に残っているのは、トランジスタ技術2008年7月号で見つけた、「出力のVOH/VOLは、コレ。入力のVIH/VILは、コレ。だから、つないでも大丈夫なんだ。」という力強い解説です。
たしかに、そういう使い方をすることも無いわけではありませんが、LCDモジュールの入力は、決してハイ・インピーダンスではないんですよね。

ただいま、第二回の材料をそろえています。

by noritan (2009-01-15 08:55) 

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