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サイキット液晶JHD622-12864Eの調査

　このグラフィック液晶（以下LCD)に関しては、製作過程を記録することにより多くの人と情報共有し、製作の手助けになればと思います。調査過程および製作過程なので間違っている情報を書くかもしれません。そのときは、ここ間違っているということを掲示板に書いていただけると幸いです。では、よろしくお付き合いください。

免責事項：　このページの情報が間違っている可能性もあります。製作される場合は、各自の責任においておこなってください。

１）きっかけ

　CQ出版　Interface　2007．5月号　付録基板V850は内蔵SRAMが２４Kバイトもあるので、グラフィック液晶の表示メモリとして使えないかと思い始めました。そこで、そこそこ表示ドットがあるものでかっこよさそうなものをネットで探しました。

１２８×６４ドット　反転青色LCD　というのを見つけました。これなら、１ドット１ビットに割り当てても１２８×６４＝８１９２ビット＝１Kバイトにしかなりません。さっそくこのLCDを購入しました。

２）詳細不明

　送られてきたLCDはドライバーのICがわかっているだけで詳細不明でした。サイキット（株）という販売会社とメールでやりとりし、LCDの型名とメーカーサイトを教えてもらいました。これでJHD622-12864Eだということがわかりました。なお、メーカーサイトからはピンアサイン表（下記、表1）とかなり簡単なブロック図しか情報はありませんでした。

　ドライバーICはKS0107Bが使われているという販売会社の情報で、KS0107Bを調べてみるとKS0108BというドライバーICとセットで使われることがわかりました。　そこで、KS0107BとKS0108Bと12864と622でネットで検索してみると、12864が型名でKS0107BとKS0108Bが使われているLCDが存在することが判明しました。どうも、12864LCDの互換品だということがわかってきました。またSimさんからの情報でも確信がもてました。

　ドライバーICの構成は　KS0107B　1個　　　　　　KS0108B　2個　

３）負電源の調査

　ネットで見つけたドライバーICのデータシートによると、LCDにはVEE端子がありどうやら負電源が必要？のようです。-10Vどこから調達しようかと思考錯誤してMAX232が使えるかもということで実験をしてみました。負荷が無いときには-10Vでますが、負荷を入れるとたちまち電圧が上昇し使えない可能性大でした。

　ここで、今回のLCDとは別の詳細不明のグラフィックLCDを調査されたサイトにたどりつき、必ずしもドラーバーICの端子がLCDの基板端子に出ているわけではないことを認識しました。また、最近のLCDは負電源を内蔵しているそうで、もう一度12864LCDの互換品ということで資料をネットで検索しました。

　ようやくみつけた12864LCDの資料によると、負電源は端子から出力されているらしい！

　メーカーのピンアサイン表を注意してみると、VEEのところはSUPPLY（供給）という記述がありません。出力の可能性大です。これはもうやってみるしかありません。壊れるのを覚悟で実験をおこないました。

メーカーサイトにあったピンアサイン表　（表１） 赤字は私のコメント

 販売店サイトにあった規格表　（表２）

 ４）LCDの初起動

　V850のCON5から＋５V電源を供給し、LCDを起動してみます。本来はコントラスト調整なので、VDDとVEEの間に半固定抵抗をいれV0に接続するものです。

（V0とVEEは直結しなでください）

　最初にVEEとV0を繋がずに、VEEの電圧を測定しました。予想通り、負電圧の-15V出力されています。

では、VEEとV0と接続してみます。　訂正（2007.5.8）　本来はVEEに−10V出力されるはずです。VEEとV0を直結すると最大定格（VDD-V0が15V以下）を超えます。　念のため、VEEとV0は直結しないほうがいいと思われます。-15V出力されるということは、最大定格が変更になったのかもしれませんが不明です。この後おこなう抵抗入りの回路にて実験してください。

　無事LCD面が反転しました。

　このLCDは反転青色液晶なので、電源を入れるまえは、青色一色です。普通の液晶とは逆になります。これで、無事、初起動が成功しました。　もう一度VEEを計ると、-14.4Vでした。

５）LＥＤの点灯

ＬＣＤの１９、２０ピンにＬＥＤ端子があるので、５ＶとＧＮＤを接続してみました。

（V0とVEEは直結しなでください）

　かなり明るい感じです。場合により電流制限抵抗を入れて暗くしても良いです。なお、ＬＥＤ端子の電流は５５ｍＡあり、かなり流れています。ＵＳＢから取れる電流は決まっているので外部電源を検討しなくてはなりません。

６）コントラスト調整

　V0とVEEを直結すると最大定格を超えるので、かならずVR1とR2の抵抗を入れてください。VR1=20K、R2=7KでV0が最低電圧=-9V　（VDD-V0=１４V)となり定格範囲内になります。　（注意：計算上はV0の最低電圧は-10Vになりますが、負荷があるときの実測値は-9Vでした。）

　今回はLCDバックライト用のLED点灯SWをつけました。また電源ON確認用にLED1をつけました。下の３つのタクトスイッチはまだダミーです。

７）LCDとV850の接続

LCDの電源まわりは終わったので、いよいよ信号を接続していきます。

　LCDは５V回路ですが、V850は３．３V回路です。ただしV850のポート０，３，４，５，９はNチャンネルオープン・ドレインにて出力にすることができます。この出力を１０Kオームで＋５Vにプルアップすれば、５VのLCDへ信号出力できます。今回は、V850←LCDの入力は省略し、V850→LCDの出力だけのR/W=L（WriteMode）で動かすことにします。

　V850はポート９のP90からP911を使用します。ここは、本来アドレスバスのラインでA0からA11にあたります。外部メモリを使用しなければ自由に使用できます。このV850にはSDカードを取り付ける予定ですが、SDカードはSPI通信？なのでアドレスバスやデータバスは使用しません。

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ここから先の回路ではLCDのVDDを＋５Vから＋３．３Vに変更しています。ご注意ください。

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８）LCDを+３．３V駆動に変更

　LCDのドライバーICのデータシートを見ると、＋３．３Vでも駆動できることがわかりました。　さっそく回路変更をしました。

　VDD＝＋３．３Ｖのとき、VEEからは−１０V出力（V0負荷時は−９Ｖ）されます。　今、考えるとこのLCDは３．３Vでも使えるようにVDDの３倍の負電圧がVEEからでるようになっているのかもしれません。

　LCDが３．３V駆動のため、＋５V回路のためのV850のNチャンネルオープン・ドレイン出力は不要になりました。

　入出力を固定にする必要がなくなったので、ＤＢ［７：０］のデータポートの入出力を切り替えられるようにし、ＬＣＤのＢｕｓｙを監視できるようにします。また、ＬＣＤのＲｅｓｅｔもＶ８５０から制御します。

９）動作テスト

　実際のファームウエアは漢字出力できるものをこれから作るのですが、その前にLCDの動作テストだけしておこうと思います。お決まりのメッセージです。

　動作テストに使用したLCD用のソースファイルは、Stephane REY さんが作成した12864LCDの汎用ソースでネット検索で見つけたものです。なお、これをV850用に若干修正したプロジェクトファイルは、LCDソースが自分で作成したものでないため公開できません。欲しい方はメールで連絡いただければお送りできます。

　現在、漢字フォントの選定をおこなっています。当然ビットマップフォントになるのですが、漢字フォントはデータが大きいのでROMに入りきりません。SDカードに入れようと検討しています。表示方法も含め、まだまだ調べることがたくさんありますが、一つずつ載せていこうと思っています。

12864LCD汎用ソースの修正箇所があります。追記2007.5.21 

Simさんより、Eの論理の使い方が違うとのご連絡をいただきました。ありがとうございます。

GLCD.Cのオリジナル

void LcdWaitBusy ()

{

        LCD_DATA=0xFF;          /* set LCD_DATA port in input mode */

        LCD_DI = 0;             /* Instruction mode */

        LCD_RW = 1;             /* Read mode */

        LCD_E  = 0;             /* strobe */

        LcdDelay(1);

        LCD_E  = 1;

        while (LCD_DATA & 0x7F == BUSY); /* mask the other status bits and test the

                                            BUSY bit */

}

GLCD.Cの修正版

void LcdWaitBusy ()

{

        // P9L input

        PM9L = 0xff;//DATA[7:0]

        LCD_DI = 0;             /* Instruction mode */

        LCD_RW = 1;             /* Read mode */

        LCD_E  = 1;             /* strobe */

        LcdDelay(1);

        LCD_E  = 0;

        while (LCD_DATA & BUSY); /* mask the other status bits and test the BUSY bit */

        LCD_RW = 0;             /* Write mode */

        // P9L output

        PM9L = 0;//DATA[7:0]

}

１０）画面構成

　ファームウエアを作っていく前にLCDの画面構成を紹介したいと思います。このLCDは１２８×６４ドットですが、６４×６４を１個のドラーバーICが受け持っているため、V850からコマンド出す際には、CS１かCS２をどちらかをLowにしてからおこないます。

  １ｐａｇｅは縦８ｄｏｔを表し、８ｐｅｇｅあるので縦６４ｄｏｔということになります。

    横方向はＹ addressというのがあり、CS１で０〜６３までの６４ｄｏｔ、連続してＣＳ２で０〜６３までの６４ｄｏｔ、あわせると、横１２８dotとなっています。ｐａｇｅのビット構成は上がｂｉｔ０で、下がｂｉｔ７となります。

　なお１ｂｉｔが１ｄｏｔです。

 　こうしてみると、pageおよびY　addresで位置を指定して１データ（＝１バイト）を書き込むことになるので、点を打つという感じでは無く、縦８ｄｏｔの１本のパターンを書くという感じになります。当然pageをまたがる書き込みは２ｐａｇｅ分、使うので、書き込む前に読み出してＯＲする等の対策が必要になってきます。　

　フォントに関して言うと、ｐａｇｅに収まるという意味で、縦が８ドットの倍数のフォントが適していることがわかります。それでも少なくても１ドット以上は隣または上下の文字と間隔を空けないと読みづらいため、スペースも含めて２pageに収まるフォントでもいいことになります。なお、恵梨沙フォントは８ｘ８ドットという限界まで小さいフォントなのでスペース分は含まないフォントです。ｋ１２×１０フォントという文字通り１２×１０ドットのフォントはスペースを入れて作られています。フォントに関しては別途、フォントの解説で詳しく説明する予定です。

今回ここまで、次回をお楽しみに！

●参考リンク

　　　The Weekly Herald | グラフィックLCDモジュール 日本語フォント編

　　　scieさんの日本語表示の解説です。とても詳しいので参考になります。

　　　日本語表示をお考えの方は一読をお勧めします。