Охотничий инстинкт против лени. Дисплей от Nokia 5300 XpressMusic.

Есть у меня один замечательный коллега. Замечателен он, прежде всего, своим добродушным нравом, но есть у него и еще одна замечательная черта: любит он погулять как следует, да в порыве страсти посеять телефон, реже – разбить. Благодаря ему у меня практически постоянно появлялись какие-то новые штучки и мобильные финтифлюшки навроде камер, дисплеев и прочих веселых яркоперделок, шморгалок и сопелок.
Однажды он, как обычно, весело катился на велосипеде с горки, да и упал на ровном месте. Ловко разбил коленку и телефон. Да так удачно, что корпус у телефона рассыпался в прах, а кишочки – нет. Коллега пытался склеить эту моргающую и цвиринькающую кучку металлопластика в телефон «Nokia 5300 XpressMusic», которым она, кучка, была прежде, да в итоге махнул рукой, и всю эту кучку отдал мне. Дел тогда у меня было много, да я и смахнул весь этот хламец в дальний ящик – до поры, до времени. И забыл напрочь.
Как тут понадобилось мне сварганить что-то вроде отладочного терминала с дисплеем – нужно было отладить один простенький полу учебный проект на простенькой ПЛИСине. Дисплей от Nokia6100 130x130 – мелко и не солидно, монстр на SSD1289 – Боже упаси; и тут вспомнил я о задаренной мне два месяца назад горке пластикового гомна мобильных ништяков. Вообще, по опыту, затея удачно заставить работать неизвестный ништяк мобильного происхождения в 70% случаев заканчивается неудачей , посему особых иллюзий я не питал, тем более опасался повреждения дисплея в результате падения.
Однако все оказалось не так печально, и вечером, скачав схему и рассматривая сам дисплей и плату от него, я ощутил проблески надежды. А в таких ситуациях появляется особый азарт. Вот она, добыча! =) Могу даже не спать, пока успешно не загоню зверя завершу начатое.
Есть и «но». Это лень. Травить маленькую плату под 24-контактный разъем с шагом 0,5 мм – это ужасный головняк, учитывая то, что фотошаблон приходится заказывать в фотосалоне и специально за ним кататься туда-сюда. И по этой причине настигло меня ужасное расстройство.
Однако у платы дисплея (кто не в курсе, N5300 — слайдер) есть замечательное свойство – отчасти оно повлияло на мое решение написать этот материал – печатные проводники от разъема LCD к разъему “board-to-board” на обратной стороне платы необычайно широки и привлекательны. Так и просят: «о, припаяйся же скорее к нам своим толстенным мгтф-ом…»
Я хотел скачать красивую картинку платы дисплея из интернета, но у них всех разрешение – кака. Посему вот вам некрасивая картинка.

Я смекнул, что если аккуратно зачистить фрагменты некоторых проводников, сняв лак и маску, да залудить, то да – к ним вполне можно будет подпаяться тем же тонким МГТФ. Вызвонка контактов разъема дисплея на межплатный разъем заняла определенное время (неудобно с иголочкой прозванивать контакты с двух сторон маленькой платы). И имеем полную распиновку:



Кроме прекрасных проводников на плате, мне приглянулся «модульный», монолитный вид дисплея в сборе. Это придает ему большую механическую прочность и удобство использования в домашних самоделках.



Этот TFT дисплей разрешением 320x240 обладает двухдюймовой диагональю, размером зерна 0,1275x0,1275 мм, двумястами шестьюдесятью двумя тысячами отображаемых цветов и углом обзора 180°. В общем, самое наше компактное то. А зовется – «H200QT01». Версия 1.



Когда-то я запускал большой дисплей от Nokia N71, и специально для этих целей вытравливал платку (я был еще не столь ленив, как теперь). Дисплей я потом по глупости (и случайно тоже) испортил, а платка осталась – я ее пожалел и не отправил на тот же мусорник, куда полетел дисплей. Теперь она мне пригодилась. Суть в том, что наш дисплей нужно питать двумя напряжениями: 2,8 В – питание логики, и 1,8 В – питание портов. Если 2,8 легко заменяется на 3,3 (до 3,6 — допустимо), то с портами я обычно предпочитаю не баловаться, и использую упрощенный, и в чем-то даже халтурный способ понижения уровней сигналов с помощью резистивных делителей. Собственно, для этого дополнительная плата и нужна – вывести шину данных и управляющие сигналы, установить делители, воткнуть преобразователь 3,3 В -> 1,8 В, и все это дело увести к управляющему МК и источнику питания.
А вот с шиной данных нам повезло не очень. Она представлена не в виде широких проводников, и подпаяться к линиям не удастся. Тогда я снял разъем «board-to-board», и припаял тонкие «волоски» шины данных прямо к освободившимся контактным площадкам. Это несложно, я даже не вспотел.


Впоследствии я защитил место соединения проводков с платой жидким полиэтиленом.

И даже защитил виниловым кожухом, «приклеенным» на те же полиэтиленовые сопли.


Свою плату модификации «Страшко» я приклеил к обратной стороне платы дисплея, обрезал по ширине и обработал края. Нижние плечи делителей, повисшие в воздухе, пришлось обильно залить полиэтиленом. Да в принципе, вся плата у меня вышла залитой «соплями». Кстати, раньше я пробовал в подобных случаях использовать силиконовый герметик – он при полимеризации расширяется, отчего временами происходят неожиданные вещи. Например, однажды силикон при таком расширении оторвал от платы тончайшие проводки (конструкция была подобна той, что представлена на фотографиях выше). И я принял решение в подобных случаях его больше не использовать.



Формирующимся модулем я планировал управлять с помощью платы «STM32F4Discovery» — ибо именно эта плата участвовала в отлове глюков устройства на ПЛИС: 192 МГц тактовой частоты контроллера STM32F407 играли решающую роль. Прикинув хрен к носу расстояния от LCD до ключевых точек, решил подключаться к плате по следующей схеме (расположение выводов МК на рисунке идентично расположению штырей на плате STM32F4Discovery):


Сигнальную линию TE (Tearing Effect) я проигнорировал. Она служит для синхронизации управляющего контроллера с контроллером дисплея; а мне этот сигнал не интересен.
Казалось бы, практически готово – паяй разъемы, фиксируй провода, и радуйся, но…рано. Все дело в подсветке, требующей 12 вольт (в принципе, при 8 В уже начинает сносно светиться). Я очень не люблю тянуть лишние провода, и даже учитывая предполагающееся домашнее использование модуля дисплея, сделаю все возможное, дабы свести количество оных проводов к минимуму. Мне не хотелось протягивать дополнительные два провода от блока питания – особенно учитывая то, что весь «конструктор» берет питание от F4Discovery – посему, ничтоже сумняшеся, я решил собирать step-up преобразователь на микросхеме MC34063.
Изначально расчет схемы привел к одним номиналам элементов; позднее, при проведении ряда экспериментов, схема несколько видоизменилась.


На выходе, конечно, не 12 вольт, а всего 10 – однако, как показала практика, и таким результатом подсветка дисплея вполне довольна, улыбается, машет и весьма ярко светится.
Разницу между теорией и практикой я хотел было научно обосновать, ссылаясь на заниженное входное напряжение мелкосхемы, однако даташит при побуквенном разборе грубо прервал мои фантазии: нижний предел питания осьминожки – 3 вольта.
Преобразователь был собран на маленьком кусочке миллиметрового текстолита, а проводники на плате – вырезаны острым канцелярским ножом (лень ведь, помните?)


Далее эта поделка была благополучно втиснута в имеемое пространство на лицевой стороне платы дисплея (лень ленью, но предварительный анализ конструкции перед изготовлением платки я провел), и приклеена адским едко-вонючим супер клеем «Секунда 505». Вместе с пальцем и кусочком ваты.
После внесения всех корректив и доделок плата стала уже на что-то похожа.


Пишем инициализацию. Хитрого здесь нет ничего совершенно: имеем восьмибитную шину данных, сигналы записи и чтения, и сигнал выбора «команда/данные». Сброс делаем единожды, а Chipselect вообще можно «поджать» к земле. По определенным данным, система команд неизвестного контроллера дисплея совпадает с системой команд «магначиповского» MC2PA8201. Небезызвестный производитель H200QT01, «AU Optronics», вообще хранит полное молчание по поводу данного дисплея, и никакой информации не предоставляет. Одно могу сказать точно: все команды MC2PA8201 работают и для H200QT01 – а больше и не нужно.
Собственно интерес для нас в самом процессе инициализации является функция выдачи байта дисплею. Я ее приведу, хотя это и не очень-то нужно — все просто до безобразия.

void SendByte_LCD(uint16_t b, uint8_t cd)
{
  if (cd==CMD){                                             //If command
  GPIO_ResetBits (LCD_HPORT, LCD_DC);}                      //reset DCx
  else {                                                    //if data
    GPIO_SetBits (LCD_HPORT, LCD_DC);}                      //set DCx 
      LCD_DATAPORT->ODR = (b<<8);                           //send byte to the data bus 
      GPIO_ResetBits (LCD_RWPORT, LCD_WR);                  //Reset WRx
      GPIO_SetBits (LCD_RWPORT, LCD_WR);                    //Set WRx
return;
}

Дабы не писать разных функций для подачи команд и данных, я предпочел использовать специальный параметр, который будет служить признаком «команда/данные», и в зависимости от значения которого мы будем либо сбрасывать линию DC (команда), либо устанавливать в единицу (данные). Далее – вывод байта информации на шину и строб записи (низкий уровень – активный!) По сути, вся инициализация есть череда вызовов вышеприведенной функции с меняющимися параметрами. Все управляющие выводы я задефайнил, дабы не накосорезить во время ногодрыга.
Собственно, все просто – в приложении проект для IAR; я не думаю, что написанное в программе способно вызвать у кого-то затруднения. И да, я использовал стандартную библиотеку STM.
Ну и напоследок, по традиции, выведем какую-нибудь картинку на дисплей.


Более крупно:



Собственно, теперь можно убрать этот дисплей в ящик и искать новую «добычу».
Итак, в процессе издевательств над оным LCD от почившего мобильного телефона было истрачено 100 граммов припоя, выпито два ведра кофечая, вынюхано литров двадцать испарений расплавленного полиэтилена (думал, начну одним местом пакеты надувать), испорчена одна почти новая скатерть и получена масса удовольствия от процесса. Ну да — и вполне годный модуль дисплея на выходе.

P.S. Во время написания этого материала я экспериментальным путем выяснил, что полиэтилен из термопистолета, оказывается, растворяется жидкостью для снятия лака «Ноготок с экстрактом ромашки выготовлено в Украине».