Подключить LCD-индикатор на основе контроллера Hitachi 44780 к микроконтроллеру сейчас не составляет проблемы, поскольку имеется множество готовых примеров кода и библиотек для разных платформ []. Однако подключить индикатор и заставить его работать это только половина решения проблемы, если Вам нужно организовать вывод русского текста, но кодировка символов индикатора не совпадает с кодировкой, которую выводит на экран Ваш код. Т. е. вместо вывода на экран русского текста Вы видите либо кракозябры, либо пустые знакоместа.

Под "русификацией" индикатора обычно понимают вывод русскоязычного текста на экране индикатора, когда русский текст строк в тексте программ адекватно отображается на экране. При этом нужно решить 3 основные проблемы:

1. Определение символьной таблицы индикатора. Необходимо узнать, каким образом каждый код символа, записываемый в индикатор, отображается на его экране.

2. Поиск/создание русских букв. Необходимо найти способ вывода на экран русскоязычных символов.

3. Перекодировка выводимого текста. Необходимо составить таблицу перекодировки таким образом, чтобы кодировка всех символов строк в тексте программы соответствовала внешнему виду символов на экране индикатора.

[Определение символьной таблицы индикатора]

Под "кодировкой" индикатора понимают таблицу, где приведено соответствие 8-битного кода символа (код ASCII или ANSI) начертанию символов на экране индикатора. Ниже показан пример такой таблицы, которую обычно можно найти в даташите на индикатор LCD-016N001A-NFG-ET. В заголовке столбцов указана старшая тетрада байта кода символа, а в заголовке строк младшая. Код символа получается конкатенацией (склеиванием) бит тетрад, а в пересечении строки и столбца показано начертание символа.

Рис. 1. Начертание набора символов индикатора LCD-016N001A-NFG-ET.

Очевидно, что в кодировке этого индикатора полностью отсутствуют русские буквы. Как в таком случае его можно русифицировать?

Во-первых, некоторые буквы английского алфавита совпадают по начертанию с русскими. Во-вторых, у индикатора есть специальная область пользовательской графики (CG RAM), куда можно загрузить графику русских символов, и выводить эти символы через коды 00h..0Fh.

Если в знакогенераторе вообще нет русских символов, то следует принять решение загрузить графику русских букв, начертание которых отсутствует в английском алфавите, и также составить таблицу перекодировки, чтобы можно было английскими символами и дополнительными загруженными русскими символами синтезировать вывод русского текста.

Однако следует иметь в виду, что глобально с помощью 8 дополнительных пользовательских символов русифицировать такой индикатор, кодировка которого показана на рис. 1, не получится. Придется либо ограничить русификацию реализацией только тех символов, которые используются в программе, либо динамически подгружать нужные русские символы, когда они появляются на экране.

LCDWriteString("I %2 AVR");

/////////////////////////////////////////////////////////////

// Сгенерированный файл custom_char.h:

#ifndef __CUSTOMCHAR_H

#define __CUSTOMCHAR_H

unsigned char __cgram[]=
{

0x1F, 0x10, 0x10, 0x1E, 0x11, 0x11, 0x1E, 0x00, //Char0 'Б'

0x1F, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x00, //Char1 'Г'

0x07, 0x09, 0x09, 0x09, 0x09, 0x11, 0x1F, 0x11, //Char2 'Д'

0x15, 0x15, 0x15, 0x0E, 0x15, 0x15, 0x15, 0x00, //Char3 'Ж'

0x11, 0x11, 0x13, 0x15, 0x19, 0x11, 0x11, 0x00, //Char4 'И'

0x07, 0x09, 0x09, 0x09, 0x09, 0x09, 0x11, 0x00, //Char5 'Л'

0x1F, 0x11, 0x11, 0x11, 0x11, 0x11, 0x11, 0x00, //Char6 'П'

0x0E, 0x15, 0x15, 0x15, 0x15, 0x0E, 0x04, 0x00, //Char7 'Ф'
};

#endif

/////////////////////////////////////////////////////////////

// Тест-программа для вывода пользовательских символов

// из массива __cgram[] файла custom_char.h.

/////////////////////////////////////////////////////////////

#include < stdlib.h >

#include < string.h >

#include < stdio.h >

#include < avr/io.h >

#include < util/delay.h >

#include "lcd.h"

#include "custom_char.h"

int main(void)
{
   /* Инициализация LCD BC1601A1 */
   lcd_init();

   /* Запись пользовательских символов в память индикатора */
   for (u8 i=0; i < 8; i++)
   {
      lcd_create_char(i, &__cgram[i*8]);
   }
   lcd_on();                  // Включение индикатора.
   lcd_clear();               // Очистка дисплея.
   lcd_disable_cursor();      // Выключить курсор.

   /* Вывод пользовательских символов на экран */
   lcd_set_cursor(0, 0);
   char tmpstr[9];
   for (u8 i=0; i < 8; i++)
   {
      tmpstr[i] = i+8;
   }

   tmpstr[8] = 0;

   //На экран выведутся символы "БГДЖИЛРФ":
   lcd_printf("%s", tmpstr);
   while (1)
   {
   }
}

Если у Вас нет даташита на индикатор, чтобы точно определить его кодировку, то надо написать простой тестовый код, который выведет на индикаторы все символы и их коды. Для удобства код можно вывести в шестнадцатеричной и десятичной форме, и рядом отобразить символ этого кода.

#include < stdlib.h >

#include < string.h >

#include < stdio.h >

#include < avr/io.h >

#include "encoder.h"

#include "lcd.h"

int main (void)
{
   initialize();
   lcd_on();
   lcd_clear();
   lcd_disable_cursor();

   static u8 sym = 0;
   static bool showsym = true;
   u8 encstate;
   
   while (true)
   {
      encstate = ENC_GetStateEncoder();
      if (LEFT_SPIN == encstate)
      {
         sym--;
         showsym = true;
      }
      else if (RIGHT_SPIN == encstate)
      {
         sym++;
         showsym = true;
      }
      if (showsym)
      {
         lcd_clear();
         lcd_printf("%02X %i %c", sym, sym, sym);
         showsym = false;
      }
   }
} 

Ниже на фото показан пример вывода на экран символа с кодом A2h (162 десятичное).

Рис. 2. Пример работы тест-программы для анализа знакогенератора индикатора.

После этого нужно просмотреть вывод кодов всех символов, и составить таблицу знакогенератора индикатора.

[Поиск русских букв]

Мне нужно было определить кодировку индикатора BC1601AGPLCWs, и с помощью этой тест-программы мне удалось составить вот такую таблицу:

Рис. 3. Начертание набора символов индикатора BC1601AGPLCWs.

Символы русских букв тут присутствуют, но кодировка символов не совпадает ни с ASCII, ни с ANSI, поэтому для нормального отображения текста требуется таблица перекодировки.

[Создание таблицы перекодировки]

Если Вы создаете текст программы с помощью обычного текстового редактора, например в среде Atmel Studio, то наверняка для текста используется 8-битная кодировка ANSI CP1251 [1], в которой имеются русские буквы.

Для простой перекодировки нужно создать таблицу только для символов с кодами 0xC0..0xFF. Для расширенной перекодировки, если есть свободная память, можно сделать таблицу перекодировки для символов с кодами 0xA0..0xFF, или даже 0x80..0xFF.

Вот таблица перекодировки ANSI CP1251 для диапазона кодов 0xC0..0xFF, если используется знакогенератор примера на рис. 3:

char ANSI1251_CO_FF [] =
{
   0x41,       //код 0xC0, символ 'А'
   0xA0,       //код 0xC1, символ 'Б'
   0x42,       //код 0xC2, символ 'В'
   0xA1,       //код 0xC3, символ 'Г'
   0xE0,       //код 0xC4, символ 'Д'
   0x45,       //код 0xC5, символ 'Е'
   0xA3,       //код 0xC6, символ 'Ж'
   0xA4,       //код 0xC7, символ 'З'
   0xA5,       //код 0xC8, символ 'И'
   0xA6,       //код 0xC9, символ 'Й'
   0x4B,       //код 0xCA, символ 'К'
   0xA7,       //код 0xCB, символ 'Л'
   0x4D,       //код 0xCC, символ 'М'
   0x48,       //код 0xCD, символ 'Н'
   0x4F,       //код 0xCE, символ 'О'
   0xA8,       //код 0xCF, символ 'П'
   0x50,       //код 0xD0, символ 'Р'
   0x43,       //код 0xD1, символ 'С'
   0x54,       //код 0xD2, символ 'Т'
   0xA9,       //код 0xD3, символ 'У'
   0xAA,       //код 0xD4, символ 'Ф'
   0x58,       //код 0xD5, символ 'Х'
   0xE1,       //код 0xD6, символ 'Ц'
   0xAB,       //код 0xD7, символ 'Ч'
   0xAC,       //код 0xD8, символ 'Ш'
   0xE2,       //код 0xD9, символ 'Щ'
   0xAD,       //код 0xDA, символ 'Ъ'
   0xAE,       //код 0xDB, символ 'Ы'
   0x62,       //код 0xDC, символ 'Ь'
   0xAF,       //код 0xDD, символ 'Э'
   0xB0,       //код 0xDE, символ 'Ю'
   0xB1,       //код 0xDF, символ 'Я'
   0x61,       //код 0xE0, символ 'а'
   0xB2,       //код 0xE1, символ 'б'
   0xB3,       //код 0xE2, символ 'в'
   0xB4,       //код 0xE3, символ 'г'
   0xE3,       //код 0xE4, символ 'д'
   0x65,       //код 0xE5, символ 'е'
   0xB6,       //код 0xE6, символ 'ж'
   0xB7,       //код 0xE7, символ 'з'
   0xB8,       //код 0xE8, символ 'и'
   0xB9,       //код 0xE9, символ 'й'
   0xBA,       //код 0xEA, символ 'к'
   0xBB,       //код 0xEB, символ 'л'
   0xBC,       //код 0xEC, символ 'м'
   0xBD,       //код 0xED, символ 'н'
   0x6F,       //код 0xEE, символ 'о'
   0xBE,       //код 0xEF, символ 'п'
   0x70,       //код 0xF0, символ 'р'
   0x63,       //код 0xF1, символ 'с'
   0xBF,       //код 0xF2, символ 'т'
   0x79,       //код 0xF3, символ 'у'
   0xE4,       //код 0xF4, символ 'ф'
   0x78,       //код 0xF5, символ 'х'
   0xE5,       //код 0xF6, символ 'ц'
   0xC0,       //код 0xF7, символ 'ч'
   0xC1,       //код 0xF8, символ 'ш'
   0xE6,       //код 0xF9, символ 'щ'
   0xC2,       //код 0xFA, символ 'ъ'
   0xC3,       //код 0xFB, символ 'ы'
   0xC4,       //код 0xFC, символ 'ь'
   0xC5,       //код 0xFD, символ 'э'
   0xC6,       //код 0xFE, символ 'ю'
   0xC7        //код 0xFF, символ 'я'
};

Модифицированная подпрограмма lcd_puts, исползующая таблицу перекодировки ANSI1251_C0_FF:

void lcd_puts(char *string)
{
   for (char *it = string; *it; it++)
   {
      //Старый код, вывод без перекодировки:
      //lcd_write(*it);
      //Вывод с перекодировкой:
      if (*it < 0xC0)
      {
         lcd_write(*it);
      }
      else
      {
         lcd_write(ANSI1251_CO_FF[(unsigned char)(*it)-0xC0]);
      }
   }
}

[Ссылки]

1. Таблица символов ANSI.
2. Displaying Custom Characters on Alphanumeric LCDs site:extremeelectronics.co.in.
3. Using LCD Module with AVRs site:extremeelectronics.co.in.
4. Онлайн-генератор графики для LCD-индикаторов.