Kemudahan Memprogram LCD

Sebagai mahasiswa jurusan Sistem Komputer tentunya tidak asing bagi saya melakukan interfacing dengan perangkat seperti LCD. Saya pun menggunakan LCD 2×16 (2 baris, 16 kolom) dalam PI, pengganti PKL, saya untuk diaplikasikan menjadi sistem kunci pintu digital. Sebelumnya saya pun tidak begitu mengerti bagaimana LCD bekerja dan bagaimana cara memprogramnya, tapi dengan bantuan search engine saya mendapat begitu banyak referensi. Yang saya sayangkan adalah kemalasan teman-teman sejurusan saya yang enggan mempelajari hal ini, padahal mereka menggunakan LCD dalam alat yang mereka buat. Untuk mengetahui bagaimana LCD itu bekerja dapat di cek pada alamat-alamat berikut :

• http://www.howstuffworks.com/lcd.htm
• http://en.wikipedia.org/wiki/LCD
• http://www.teac.com.au/pages/howdoesanlcdwork

Saya pun banyak menyadur dari artikel dari link di atas untuk dijadikan pembahasan pada landasan teori (bab II). Tapi intinya adalah bagaimana memprogram LCD agar bekerja sesuai dengan aplikasi yang kita rancang. Pada alat PI saya, komunikasi perangkat terjadi antara mikrokontroler (turunan 8051) dengan LCD dengan menggunakan 8 bit jalur data dan 2 jalur kontrol. Pada saat itu, saya tidak mengetahui jenis-jenis LCD, yang saya tahu adalah size nya (1×16, 2×16, 2×20 dsb). Namun ada standarisasi yang cukup populer digunakan banyak vendor LCD, yaitu HD44780U, yang memiliki chip kontroler Hitachi 44780. LCD bertipe ini memungkinkan pemrogram untuk mengoperasikan komunikasi data secara 8 bit atau 4 bit. Jika menggunakan jalur data 4 bit akan ada 7 jalur data (3 untuk jalur kontrol & 4 untuk jalur data). Jika menggunakan jalur data 8 bit maka akan ada 11 jalur data (3 untuk jalur kontrol & 8 untuk jalur data). Tiga jalur kontrol ke LCD ini adalah EN (Enable), RS (Register Select) dan R/W (Read/Write). Berikut adalah susunan umum pin LCD bertipe 44780 :

Urutan pin (1), umumnya, dimulai dari sebelah kiri (terletak di pojok kiri atas) dan untuk LCD yang memiliki 16 pin, 2 pin terakhir (15 & 16) adalah anoda dan katoda untuk back-lighting. Berikut adalah contoh LCD (2×16) yang umum digunakan :

Sebagaimana terlihat pada kolom deskripsi, interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dimana hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8 bit dikirim ke LCD secara 4 atau 8 bit pada satu waktu. Jika mode 4 bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8 bit (pertama dikirim 4 bit MSB lalu 4 bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya). Jalur kontrol EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa mikrokontroller mengirimkan data ke LCD. Untuk mengirim data ke LCD program harus menset EN ke kondisi high (1) dan kemudian menset dua jalur kontrol lainnya (RS dan R/W) atau juga mengirimkan data ke jalur data bus. Saat jalur lainnya sudah siap, EN harus diset ke 0 dan tunggu beberapa saat (tergantung pada datasheet LCD), dan set EN kembali ke high (1). Ketika jalur RS berada dalam kondisi low (0), data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti bersihkan layar, posisi kursor dll). Ketika RS dalam kondisi high atau 1, data yang dikirimkan adalah data ASCII yang akan ditampilkan dilayar. Misal, untuk menampilkan huruf “A” pada layar maka RS harus diset ke 1. Jalur kontrol R/W harus berada dalam kondisi low (0) saat informasi pada data bus akan dituliskan ke LCD. Apabila R/W berada dalam kondisi high (1), maka program akan melakukan query (pembacaan) data dari LCD. Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status (membaca status LCD), lainnya merupakan instruksi penulisan. Jadi hampir setiap aplikasi yang menggunakan LCD, R/W selalu diset ke 0. Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur (tergantung mode yang dipilih pengguna), mereka dinamakan DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 dan DB7. Mengirim data secara parallel baik 4 atau 8 bit merupakan 2 mode operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi interface LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting. Mode 8 bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/O (3 pin untuk kontrol, 8 pin untuk data). Sedangkan mode 4 bit minimal hanya membutuhkan 7 bit (3 pin untuk kontrol, 4 untuk data). Bit “RS” digunakan untuk memilih apakah data atau instruksi yang akan ditransfer antara mikrokontroller dan LCD. Jika bit ini di set (RS = 1), maka byte pada posisi kursor LCD saat itu dapat dibaca atau ditulis. Jika bit ini di reset (RS = 0), bisa merupakan instruksi yang dikirim ke LCD atau status eksekusi dari instruksi terakhir yang dibaca. Macam-macam instruksi yang tersedia untuk standar LCD 44780 dapat dirujuk pada link berikut :

• http://home.iae.nl/users/pouweha/lcd/lcd0.shtml
• http://www.myke.com/lcd.htm

Saya tidak akan membahas panjang lebar bagaima memprogram kontroller (baik dari mikrokontroller ataupun PC), karena sudah banyak situs yang memberikan contoh program beserta penjelasannya (akan saya cantumkan beberapa link di baris akhir posting ini). Saya sendiri menggunakan rutin LCD siap pakai untuk berkomunikasi dengan mikrokontroller 8051. Aplikasi dengan LCD dapat dibuat dengan mudah dan waktu yang singkat, mengingat koneksi parallel yang cukup mudah antara kontroller dan LCD. Untuk hobi elektronik yang enggan melakukan coding, terdapat banyak aplikasi siap pakai untuk berkomunikasi dengan LCD melalui parallel port PC, seperti : LCDCenter & LCD Smartie. Entah kenapa saya jadi ingin menulis tentang LCD setelah beberapa teman meminta saya untuk membantu pembuatan PI nya yang berhubungan dengan LCD. Saya juga tidak menyalahkan mereka yang terdesak oleh waktu atau terjerat kemalasan untuk belajar yang notabene untuk kebaikan mereka sendiri.

Referensi :

• http://8052.com/tutlcd.phtml
• http://www.howstuffworks.com/lcd.htm
• http://en.wikipedia.org/wiki/LCD
• http://www.teac.com.au/pages/howdoesanlcdwork
• http://www.doc.ic.ac.uk/%7Eih/doc/lcd/pc_example/conn1.html
• http://ee.cleversoul.com/lcd_project.html
• http://www.overclockers.com.au/techstuff/a_diy_lcd/index.shtml

Lanjutan tulisan ini : Kemudahan Memprogram LCD (Bagian II)