[아두이노] 노키아 5110 LCD (Nokia 5110 LCD) 의 사용

아두이노용이라고 딱 정해진 것은 아니지만 아두이노에 많이 쓰이는 디스플레이 출력장치에는 7 Segment LED 부터 LCD, OLED 등 꽤 많은 부품들이 쓰이고 있다. 이 중에서 과거 노키아 피처폰에 사용되었던 LCD 인 Nokia 5110 LCD 라는 디스플레이를 아두이노에 연결해보고 출력하는 방법을 알아보겠다. 노키아는 망했지만 과거의 영광을 간직한 LCD는 아직도 남아서 아두이노의 부품으로 쓰일 수 있다는 점이... 생각할수록 기분이 참 묘하다.

Nokia 5110 핸드폰

위의 핸드폰이 노키아 5110 핸드폰이다. 이 핸드폰에 쓰인 LCD만 사용해서 문자를 표시하거나 간단한 그래픽을 표시할 수 있는 것이다.

아두이노용으로 팔고 있는 Nokia 5110 LCD 이다. 아래 위에 8개의 단자가 있으며 2개의 8핀 커넥터가 제공된다. 아래나 위나 단자의 역할은 같다. 양 쪽 중에서 원하는 곳에 아두이노와 연결하면 된다.

LCD 모듈의 뒷면이다. 1번 부터 RST(RESET), CE(Chip Enable), DC(Data/Command Selection), DIN(Serial Input), SCLK(Clock Input), VCC(3.3V), LIGHT(Back Light), GND 가 있다.

나는 그냥 양 쪽 모두 납땜해 버렸다.

■ 노키아 5110 LCD 데이터시트

Nokia5110_Datasheet.pdf

LCD 모듈은 모노크롬이며 48 x 84 픽셀의 해상도를 가진다. 문자나 간단한 그래픽을 나타내기에 적당한 해상도이다. LCD의 컨트롤러로는 PCD8544 라는 컨트롤러를 사용한다. 자세한 내용은 위의 데이터시트에 나와 있다. 개발 시 참고하면 되겠다. 작동은 3.3V 권장인데 5V 에서도 작동하긴 한다. 하지만 LCD 화면이 너무 진하게 나오거나 약간의 조정이 필요했다. 화면의 크기는 직접 자로 재보니 가로 3.6 x 세로 2.6 cm 였다.

■ 아두이노와의 연결

Nokia_5110_LCD.fzz

Arduino UNO	Nokia 5110 LCD
7	CE
6	RST
5	DC
4	DIN
3	CLK
2	LIGHT
3.3V	VCC
GND	GND

■ 소스

Nokia 5110 LCD 의 경우 라이브러리가 많이 개발되어 있다. 아래의 소스는 라이브러리를 사용하지 않은 소스이다. 기존의 라이브러리를 사용한다면 좀 더 간결하게 표현할 수 있을 것이다.

#define PIN_SCE   7
#define PIN_RESET 6
#define PIN_DC    5
#define PIN_SDIN  4
#define PIN_SCLK  3
#define PIN_BL    2 //BackLight
 
#define LCD_C     LOW
#define LCD_D     HIGH
 
#define LCD_X     84
#define LCD_Y     48
#define LCD_CMD   0
 
int a = 0;
 
static const byte ASCII[][5] =
{
 {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00} // 20  
,{0x00, 0x00, 0x5f, 0x00, 0x00} // 21 !
,{0x00, 0x07, 0x00, 0x07, 0x00} // 22 "
,{0x14, 0x7f, 0x14, 0x7f, 0x14} // 23 #
,{0x24, 0x2a, 0x7f, 0x2a, 0x12} // 24 $
,{0x23, 0x13, 0x08, 0x64, 0x62} // 25 %
,{0x36, 0x49, 0x55, 0x22, 0x50} // 26 &
,{0x00, 0x05, 0x03, 0x00, 0x00} // 27 '
,{0x00, 0x1c, 0x22, 0x41, 0x00} // 28 (
,{0x00, 0x41, 0x22, 0x1c, 0x00} // 29 )
,{0x14, 0x08, 0x3e, 0x08, 0x14} // 2a *
,{0x08, 0x08, 0x3e, 0x08, 0x08} // 2b +
,{0x00, 0x50, 0x30, 0x00, 0x00} // 2c ,
,{0x08, 0x08, 0x08, 0x08, 0x08} // 2d -
,{0x00, 0x60, 0x60, 0x00, 0x00} // 2e .
,{0x20, 0x10, 0x08, 0x04, 0x02} // 2f /
,{0x3e, 0x51, 0x49, 0x45, 0x3e} // 30 0
,{0x00, 0x42, 0x7f, 0x40, 0x00} // 31 1
,{0x42, 0x61, 0x51, 0x49, 0x46} // 32 2
,{0x21, 0x41, 0x45, 0x4b, 0x31} // 33 3
,{0x18, 0x14, 0x12, 0x7f, 0x10} // 34 4
,{0x27, 0x45, 0x45, 0x45, 0x39} // 35 5
,{0x3c, 0x4a, 0x49, 0x49, 0x30} // 36 6
,{0x01, 0x71, 0x09, 0x05, 0x03} // 37 7
,{0x36, 0x49, 0x49, 0x49, 0x36} // 38 8
,{0x06, 0x49, 0x49, 0x29, 0x1e} // 39 9
,{0x00, 0x36, 0x36, 0x00, 0x00} // 3a :
,{0x00, 0x56, 0x36, 0x00, 0x00} // 3b ;
,{0x08, 0x14, 0x22, 0x41, 0x00} // 3c <
,{0x14, 0x14, 0x14, 0x14, 0x14} // 3d =
,{0x00, 0x41, 0x22, 0x14, 0x08} // 3e >
,{0x02, 0x01, 0x51, 0x09, 0x06} // 3f ?
,{0x32, 0x49, 0x79, 0x41, 0x3e} // 40 @
,{0x7e, 0x11, 0x11, 0x11, 0x7e} // 41 A
,{0x7f, 0x49, 0x49, 0x49, 0x36} // 42 B
,{0x3e, 0x41, 0x41, 0x41, 0x22} // 43 C
,{0x7f, 0x41, 0x41, 0x22, 0x1c} // 44 D
,{0x7f, 0x49, 0x49, 0x49, 0x41} // 45 E
,{0x7f, 0x09, 0x09, 0x09, 0x01} // 46 F
,{0x3e, 0x41, 0x49, 0x49, 0x7a} // 47 G
,{0x7f, 0x08, 0x08, 0x08, 0x7f} // 48 H
,{0x00, 0x41, 0x7f, 0x41, 0x00} // 49 I
,{0x20, 0x40, 0x41, 0x3f, 0x01} // 4a J
,{0x7f, 0x08, 0x14, 0x22, 0x41} // 4b K
,{0x7f, 0x40, 0x40, 0x40, 0x40} // 4c L
,{0x7f, 0x02, 0x0c, 0x02, 0x7f} // 4d M
,{0x7f, 0x04, 0x08, 0x10, 0x7f} // 4e N
,{0x3e, 0x41, 0x41, 0x41, 0x3e} // 4f O
,{0x7f, 0x09, 0x09, 0x09, 0x06} // 50 P
,{0x3e, 0x41, 0x51, 0x21, 0x5e} // 51 Q
,{0x7f, 0x09, 0x19, 0x29, 0x46} // 52 R
,{0x46, 0x49, 0x49, 0x49, 0x31} // 53 S
,{0x01, 0x01, 0x7f, 0x01, 0x01} // 54 T
,{0x3f, 0x40, 0x40, 0x40, 0x3f} // 55 U
,{0x1f, 0x20, 0x40, 0x20, 0x1f} // 56 V
,{0x3f, 0x40, 0x38, 0x40, 0x3f} // 57 W
,{0x63, 0x14, 0x08, 0x14, 0x63} // 58 X
,{0x07, 0x08, 0x70, 0x08, 0x07} // 59 Y
,{0x61, 0x51, 0x49, 0x45, 0x43} // 5a Z
,{0x00, 0x7f, 0x41, 0x41, 0x00} // 5b [
,{0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20} // 5c ¥
,{0x00, 0x41, 0x41, 0x7f, 0x00} // 5d ]
,{0x04, 0x02, 0x01, 0x02, 0x04} // 5e ^
,{0x40, 0x40, 0x40, 0x40, 0x40} // 5f _
,{0x00, 0x01, 0x02, 0x04, 0x00} // 60 `
,{0x20, 0x54, 0x54, 0x54, 0x78} // 61 a
,{0x7f, 0x48, 0x44, 0x44, 0x38} // 62 b
,{0x38, 0x44, 0x44, 0x44, 0x20} // 63 c
,{0x38, 0x44, 0x44, 0x48, 0x7f} // 64 d
,{0x38, 0x54, 0x54, 0x54, 0x18} // 65 e
,{0x08, 0x7e, 0x09, 0x01, 0x02} // 66 f
,{0x0c, 0x52, 0x52, 0x52, 0x3e} // 67 g
,{0x7f, 0x08, 0x04, 0x04, 0x78} // 68 h
,{0x00, 0x44, 0x7d, 0x40, 0x00} // 69 i
,{0x20, 0x40, 0x44, 0x3d, 0x00} // 6a j 
,{0x7f, 0x10, 0x28, 0x44, 0x00} // 6b k
,{0x00, 0x41, 0x7f, 0x40, 0x00} // 6c l
,{0x7c, 0x04, 0x18, 0x04, 0x78} // 6d m
,{0x7c, 0x08, 0x04, 0x04, 0x78} // 6e n
,{0x38, 0x44, 0x44, 0x44, 0x38} // 6f o
,{0x7c, 0x14, 0x14, 0x14, 0x08} // 70 p
,{0x08, 0x14, 0x14, 0x18, 0x7c} // 71 q
,{0x7c, 0x08, 0x04, 0x04, 0x08} // 72 r
,{0x48, 0x54, 0x54, 0x54, 0x20} // 73 s
,{0x04, 0x3f, 0x44, 0x40, 0x20} // 74 t
,{0x3c, 0x40, 0x40, 0x20, 0x7c} // 75 u
,{0x1c, 0x20, 0x40, 0x20, 0x1c} // 76 v
,{0x3c, 0x40, 0x30, 0x40, 0x3c} // 77 w
,{0x44, 0x28, 0x10, 0x28, 0x44} // 78 x
,{0x0c, 0x50, 0x50, 0x50, 0x3c} // 79 y
,{0x44, 0x64, 0x54, 0x4c, 0x44} // 7a z
,{0x00, 0x08, 0x36, 0x41, 0x00} // 7b {
,{0x00, 0x00, 0x7f, 0x00, 0x00} // 7c |
,{0x00, 0x41, 0x36, 0x08, 0x00} // 7d }
,{0x10, 0x08, 0x08, 0x10, 0x08} // 7e ←
,{0x00, 0x06, 0x09, 0x09, 0x06} // 7f →
};
 
 
 
 
void LcdCharacter(char character)
{
  LcdWrite(LCD_D, 0x00);
  for (int index = 0; index < 5; index++)
  {
    LcdWrite(LCD_D, ASCII[character - 0x20][index]);
  }
  LcdWrite(LCD_D, 0x00);
}
 
void LcdClear(void)
{
  for (int index = 0; index < LCD_X * LCD_Y / 8; index++)
  {
    LcdWrite(LCD_D, 0x00);
  }
}
 
void LcdInitialise(void)
{
  pinMode(PIN_SCE,   OUTPUT);
  pinMode(PIN_RESET, OUTPUT);
  pinMode(PIN_DC,    OUTPUT);
  pinMode(PIN_SDIN,  OUTPUT);
  pinMode(PIN_SCLK,  OUTPUT);
 
  digitalWrite(PIN_RESET, LOW);
  delay(1);
  digitalWrite(PIN_RESET, HIGH);
 
  LcdWrite( LCD_CMD, 0x21 );  // LCD Extended Commands.
  LcdWrite( LCD_CMD, 0xB9 );  // Set LCD Vop (Contrast). //B0~B9
  LcdWrite( LCD_CMD, 0x04 );  // Set Temp coefficent. //0x04
  LcdWrite( LCD_CMD, 0x14 );  // LCD bias mode 1:48. //0x13
  LcdWrite( LCD_CMD, 0x0C );  // LCD in normal mode. 0x0d for inverse
  LcdWrite(LCD_C, 0x20);
  LcdWrite(LCD_C, 0x0C);
}
 
void LcdString(const char *characters)
{
  while (*characters)
  {
    LcdCharacter(*characters++);
  }
}
 
void LcdWrite(byte dc, byte data)
{
  digitalWrite(PIN_DC, dc);
  digitalWrite(PIN_SCE, LOW);
  shiftOut(PIN_SDIN, PIN_SCLK, MSBFIRST, data);
  digitalWrite(PIN_SCE, HIGH);
}
 
// gotoXY routine to position cursor 
// x - range: 0 to 84
// y - range: 0 to 5
 
void gotoXY(int x, int y)
{
  LcdWrite( 0, 0x80 | x);  // Column.
  LcdWrite( 0, 0x40 | y);  // Row.  
 
}
 
 
 
void drawLine(void)
{
  unsigned char  j;  
   for(j=0; j<84; j++) // top
    {
          gotoXY (j,0);
      LcdWrite (1,0x01);
  }     
  for(j=0; j<84; j++) //Bottom
    {
          gotoXY (j,5);
      LcdWrite (1,0x80);
  }     
 
  for(j=0; j<6; j++) // Right
    {
          gotoXY (83,j);
      LcdWrite (1,0xff);
  }     
    for(j=0; j<6; j++) // Left
    {
          gotoXY (0,j);
      LcdWrite (1,0xff);
  }
 
}
 
 
void setup(void)
{
 LcdInitialise();
 LcdClear();
 pinMode(PIN_BL,OUTPUT); 
 digitalWrite(PIN_BL,HIGH); //HIGH = Turn Backlight OFF, LOW = Turn Backlight ON
}
 
void loop(void)
{
  int a,b;
  char Str[15];
  // Draw a Box
  for(b=1000; b>0; b--){
  drawLine();
  for(a=0; a<=5 ; a++){
  gotoXY(4,1);
  // Put text in Box
  digitalWrite(PIN_BL,LOW);
  LcdString ("TestDisplay");
  gotoXY(24,3);
  LcdCharacter('H');
  LcdCharacter('E');
  LcdCharacter('L');
  LcdCharacter('L');
  LcdCharacter('O');
  LcdCharacter(' ');
  LcdCharacter('=');
  // Draw + at this position
  gotoXY(10,3);
  LcdCharacter('=');
  delay(2000);
  gotoXY(24,3);
  LcdCharacter('W');
  LcdCharacter('O');
  LcdCharacter('R');
  LcdCharacter('L');
  LcdCharacter('D');
  LcdCharacter(' ');
  LcdCharacter('-');
  // Draw - at this position
  gotoXY(10,3);
  LcdCharacter('-');
  delay(2000);
  digitalWrite(PIN_BL,HIGH);
gotoXY(24,3);
  LcdCharacter('D');
  LcdCharacter('I');
  LcdCharacter('Y');
  LcdCharacter('!');
  LcdCharacter('@');
  LcdCharacter('$');
  LcdCharacter('&');
  // Draw - at this position
  gotoXY(10,3);
  LcdCharacter('#');
  delay(2000);  
  }
  }
}
 
 
 

만약 LCD의 콘트라스트가 잘 맞지 않는다면 151행의 값을 적절하게 조절하면 된다. 나의 경우 처음 테스트 시 LCD의 문자가 잘 보이지 않다가 (초기값 0xB0) 값을 0xB9 로 조절하니 진하게 잘 표현이 되었다. 

LCD의 백라이트의 경우 LIGHT 단자를 GND에 연결해 버리면 코드에서 제어할 필요 없이 상시 백라이트가 ON 상태로 유지된다. 백라이트 컨트롤을 원하면 위와 같이 아두이노 디지털 핀에 연결하고 digitalWrite 를 HIGH 하면 OFF, LOW 하면 ON 된다.

이 LCD는 OLED LCD보다 저렴하고 크기도 커서 잘 사용하면 저렴하고 좋은 아두이노의 출력장치로 사용할 수 있을 것 같다.