65COM/132SEG KS0040 128X8 SEG128 COM64 COM17 COM18 COM19 COM20 COM21 COM22 - Datasheet Archive

 

65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 INTRODUCTION The KS0040 is an LCD driver and controller LSI for

 

Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 INTRODUCTION The KS0040 KS0040 is an LCD driver and controller LSI for liquid crystal dot matrix character display systems. It can display 1 to 4 lines of 8 characters in the 16 × 16 dots format. It is particularly suitable for displaying Asian characters such as Korean, Chinese and Japanese. 8 ×16 dot half-size alpha-numeric characters can be displayed as well. It can also be used for a 64 ×128 dot graphic LCD with an internal CGRAM. A voltage converter (2 to 4 times), voltage regulator, and voltage follower and bias circuit are built-in to the IC. FEATURES · Driver outputs - Common outputs: 64 common + 1 common for icon - Segment outputs: 128 segment + 4 segment for icon · Applicable Panel Size Display Size Duty Contents of Outputs 1 line × 8 char. 1× 8 characters + 16 × 4 vertical icons + 128 horizontal icons 2 line × 8 char. 1/33 2 × 8 characters + 32 × 4 vertical icons + 128 horizontal icons 3 line × 8 char. 1/49 3 × 8 characters + 48 × 4 vertical icons + 128 horizontal icons 4 line × 8 char. · 1/17 1/65 3 × 8 characters + 48 × 4 vertical icons + 128 horizontal icons Internal memory - Full-size character generator ROM (FCGROM): 2,097,152 bits (8,192 characters × 16 × 16 dot) - Half-size character generator ROM (HCGROM): 16,384 bits (128 characters × 8 × 16 dot) - Character generator RAM (CGRAM): 8,192 bits (32 characters × 16 × 16 dot) - Display data RAM (DDRAM): 1,024 bits (64 characters × 2 byte) - Icon RAM (ICONRAM): 384 bits (128 horizontal icons + 64 × 4 vertical icons) · MPU interface - 8-bit/4-bit parallel interface mode: 68-series, 80-series selectable - Serial interface mode: 4-pin clock synchronous serial interface · Function set - Various instruction sets: Vertical / horizontal dot-by-dot display shift, B / W inversion, power control . etc. - COM / SEG bidirectional - H/W Reset · Built-in analog circuit - Programmable oscillator circuit - Electrical volume for contrast control (64 stages) - Voltage converter (2 to 4 times) / voltage regulator / voltage follower & bias circuit 1 Preliminary KS0040 KS0040 · 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD Low power operation - Sleep mode (5µA) - Normal mode (TBD) · Operating voltage range - Supply voltage (VDD): 2.4V to 5.5V - LCD driving voltage (VLCD = V0 - VSS): 13.0V · Package type - Bumped chip / TCP 2 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 BLOCK DIAGRAM RESET PS MI IF CSB RS RW_WR E_RD DB7 (SI) DB6 (SCL) CK Oscillator Timing Generator System Interface 8 Instruction Register (IR) Instruction Decoder 4 bit/8 bit Display data RAM (DDRAM) 128X8 128X8 bits Address Counter Serial Interface 65 bits Shift Register (Bi-dir) Common Driver 8 I/O Buffer 8 DB5~ DB4 128-bits Shift Register Data register (DR) 8 DB3~ DB0 8 8 Address Generator 4 3 Character generator RAM (CGRAM) 1,024 bytes Icon RAM (ICONRAM) 48 bytes 8 VDD 16 13 7 Character generator ROM for full size char. font (FCGROM) 2,097,157bit Cursor blink control circuit Segment Driver COMI1 COMI2 SEG1~ SEG128 SEG128 SEGI1 SEGI2 4 bits Latch Circuit Character generator ROM for half size char. font (HCGROM) 16,384 bits SEGI3 SEGI4 LCD Driver Voltage Selector 16 Display attribute control circuit 16 V SS 128-bits Latch Circuit (Bi-dir) COM1~ COM64 COM64 8 Parallel to serial converter & Scroll Control circuit LCD Driving Power Circuit Voltage Converter Voltage Regulator Voltage Follower & Bias Resistor V4 V3 V2 V1 V0 VR TMPS0 TMPS1 REF VOUT CAP3- CAP3+ CAP2- CAP2+ CAP1- CAP1+ Figure 1. Block Diagram 3 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD PAD CONFIGURATION . 298 298 299 299 155 155 154 154 Y Y . . . . X X (0, 0) (0,0) (KS0040 KS0040) 335 335 118 118 117 117 KS0040 KS0040 1 1 . DUMMY PAD DUMMY PAD PAD PAD Figure 2. Pad Configuration Item Size Pad No. Unit X Y 12160 3860 Chip size - Pad pitch 1 to 117 90 118 to 335 70 Bumped pad size 114 108 50 155 to 298 50 108 229 to 335 4 56 118 to 154 Bumped pad height 1 to 117 108 50 All pads 17 (Typ) µm Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 PAD LOCATION Table 1. Pad Location [unit: µm] Pad No Pad Name 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 DUMMY DUMMY VSS TEST1 VDD DUMMY VSS REF VDD MI VSS IF VDD PS VSS CSB VDD RESET RS RW_WR E_RD DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DUMMY DUMMY DUMMY VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS DUMMY VDD VDD Coordinate X Y Pad No -5220 -5130 -5040 -4950 -4860 -4770 -4680 -4590 -4500 -4410 -4320 -4230 -4140 -4050 -3960 -3870 -3780 -3690 -3600 -3510 -3420 -3330 -3240 -3150 -3060 -2970 -2880 -2790 -2700 -2610 -2520 -2430 -2340 -2250 -2160 -2070 -1980 -1890 -1800 -1710 -1620 -1530 -1440 -1350 -1260 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 Pad Name VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD DUMMY VOUT VOUT VOUT VOUT DUMMY CAP3+ CAP3+ CAP3+ CAP3+ CAP3CAP3CAP3CAP3CAP1+ CAP1+ CAP1+ CAP1+ CAP1CAP1CAP1CAP1CAP2+ CAP2+ CAP2+ CAP2+ CAP2CAP2CAP2CAP2DUMMY DUMMY VR VR VR VR DUMMY Coordinate X Y Pad No -1170 -1080 -990 -900 -810 -720 -630 -540 -450 -360 -270 -180 -90 0 90 180 270 360 450 540 630 720 810 900 990 1080 1170 1260 1350 1440 1530 1620 1710 1800 1890 1980 2070 2160 2250 2340 2430 2520 2610 2700 2790 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 Pad Name V0 V0 V0 V0 DUMMY V1 V1 V2 V2 V3 V3 V4 V4 DUMMY VSS TEST3 VDD TMPS1 VSS TMPS0 VDD TEST2 VSS CK VDD DUMMY DUMMY DUMMY COMI1 COM1 COM2 COM3 COM4 COM5 COM6 COM7 COM8 COM17 COM17 COM18 COM18 COM19 COM19 COM20 COM20 COM21 COM21 COM22 COM22 COM23 COM23 COM24 COM24 Coordinate X Y 2880 2970 3060 3150 3240 3330 3420 3510 3600 3690 3780 3870 3960 4050 4140 4230 4320 4410 4500 4590 4680 4770 4860 4950 5040 5130 5220 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1806 -1326 -1256 -1186 -1116 -1046 -976 -906 -836 -766 -696 -626 -556 -486 -416 -346 -276 -206 -136 5 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD Table 1. Pad Location (Continued) [unit: µm] Pad No 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 6 Pad Name COM33 COM33 COM34 COM34 COM35 COM35 COM36 COM36 COM37 COM37 COM38 COM38 COM39 COM39 COM40 COM40 COM49 COM49 COM50 COM50 COM51 COM51 COM52 COM52 COM53 COM53 COM54 COM54 COM55 COM55 COM56 COM56 SEGI1 SEGI2 DUMMY DUMMY DUMMY DUMMY DUMMY DUMMY DUMMY DUMMY DUMMY SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 SEG8 SEG9 SEG10 SEG10 SEG11 SEG11 SEG12 SEG12 SEG13 SEG13 SEG14 SEG14 SEG15 SEG15 SEG16 SEG16 SEG17 SEG17 SEG18 SEG18 SEG19 SEG19 SEG20 SEG20 SEG21 SEG21 SEG22 SEG22 SEG23 SEG23 Coordinate X Y Pad No 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5920 5005 4935 4865 4795 4725 4655 4585 4515 4445 4375 4305 4235 4165 4095 4025 3955 3885 3815 3745 3675 3605 3535 3465 3395 3325 3255 3185 3115 3045 2975 2905 -66 4 74 144 214 284 354 424 494 564 634 704 774 844 914 984 1054 1124 1194 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 Pad Name SEG24 SEG24 SEG25 SEG25 SEG26 SEG26 SEG27 SEG27 SEG28 SEG28 SEG29 SEG29 SEG30 SEG30 SEG31 SEG31 SEG32 SEG32 SEG33 SEG33 SEG34 SEG34 SEG35 SEG35 SEG36 SEG36 SEG37 SEG37 SEG38 SEG38 SEG39 SEG39 SEG40 SEG40 SEG41 SEG41 SEG42 SEG42 SEG43 SEG43 SEG44 SEG44 SEG45 SEG45 SEG46 SEG46 SEG47 SEG47 SEG48 SEG48 SEG49 SEG49 SEG50 SEG50 SEG51 SEG51 SEG52 SEG52 SEG53 SEG53 SEG54 SEG54 SEG55 SEG55 SEG56 SEG56 SEG57 SEG57 SEG58 SEG58 SEG59 SEG59 SEG60 SEG60 SEG61 SEG61 SEG62 SEG62 SEG63 SEG63 SEG64 SEG64 SEG65 SEG65 SEG66 SEG66 SEG67 SEG67 SEG68 SEG68 SEG69 SEG69 SEG70 SEG70 SEG71 SEG71 SEG72 SEG72 SEG73 SEG73 Coordinate X Y Pad No 2835 2765 2695 2625 2555 2485 2415 2345 2275 2205 2135 2065 1995 1925 1855 1785 1715 1645 1575 1505 1435 1365 1295 1225 1155 1085 1015 945 875 805 735 665 595 525 455 385 315 245 175 105 35 -35 -105 -175 -245 -315 -385 -455 -525 -595 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 Pad Name SEG74 SEG74 SEG75 SEG75 SEG76 SEG76 SEG77 SEG77 SEG78 SEG78 SEG79 SEG79 SEG80 SEG80 SEG81 SEG81 SEG82 SEG82 SEG83 SEG83 SEG84 SEG84 SEG85 SEG85 SEG86 SEG86 SEG87 SEG87 SEG88 SEG88 SEG89 SEG89 SEG90 SEG90 SEG91 SEG91 SEG92 SEG92 SEG93 SEG93 SEG94 SEG94 SEG95 SEG95 SEG96 SEG96 SEG97 SEG97 SEG98 SEG98 SEG99 SEG99 SEG100 SEG100 SEG101 SEG101 SEG102 SEG102 SEG103 SEG103 SEG104 SEG104 SEG105 SEG105 SEG106 SEG106 SEG107 SEG107 SEG108 SEG108 SEG109 SEG109 SEG110 SEG110 SEG111 SEG111 SEG112 SEG112 SEG113 SEG113 SEG114 SEG114 SEG115 SEG115 SEG116 SEG116 SEG117 SEG117 SEG118 SEG118 SEG119 SEG119 SEG120 SEG120 SEG121 SEG121 SEG122 SEG122 SEG123 SEG123 Coordinate X Y -665 -735 -805 -875 -945 -1015 -1085 -1155 -1225 -1295 -1365 -1435 -1505 -1575 -1645 -1715 -1785 -1855 -1925 -1995 -2065 -2135 -2205 -2275 -2345 -2415 -2485 -2555 -2625 -2695 -2765 -2835 -2905 -2975 -3045 -3115 -3185 -3255 -3325 -3395 -3465 -3535 -3605 -3675 -3745 -3815 -3885 -3955 -4025 -4095 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 Table 1. Pad Location (Continued) [unit: µm] Pad No Pad Name 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 SEG124 SEG124 SEG125 SEG125 SEG126 SEG126 SEG127 SEG127 SEG128 SEG128 DUMMY DUMMY DUMMY DUMMY DUMMY DUMMY DUMMY DUMMY DUMMY SEGI3 SEGI4 COMI2 Coordinate X Y Pad No -4165 -4235 -4305 -4375 -4445 -4515 -4585 -4655 -4725 -4795 -4865 -4935 -5005 -5920 -5920 -5920 -5920 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1770 1194 1124 1054 984 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 Pad Name COM64 COM64 COM63 COM63 COM62 COM62 COM61 COM61 COM60 COM60 COM59 COM59 COM58 COM58 COM57 COM57 COM48 COM48 COM47 COM47 COM46 COM46 COM45 COM45 COM44 COM44 COM43 COM43 COM42 COM42 COM41 COM41 COM32 COM32 Coordinate X Y -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 5920 -5920 -5920 -5920 -5920 914 844 774 704 634 564 494 424 354 284 214 144 74 4 -66 -136 -206 Pad No Pad Name 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 COM31 COM31 COM30 COM30 COM29 COM29 COM28 COM28 COM27 COM27 COM26 COM26 COM25 COM25 COM16 COM16 COM15 COM15 COM14 COM14 COM13 COM13 COM12 COM12 COM11 COM11 COM10 COM10 COM9 DUMMY Coordinate X Y -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -5920 -276 -346 -416 -486 -556 -626 -696 -766 -836 -906 -976 -1046 -1116 -1186 -1256 -1326 7 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD PIN DESCRIPTIONS Table 2. Pin Description Name I/O Description Power Supply VDD Power VSS V0 V1 V2 V3 V4 Power supply Connect to MPU power supply pin. 0 V (GND) I/O Bias voltage level for LCD driving. Voltages have the following relationship: V0 V1 V2 V3 V4 VSS When the on-chip power circuit is active, these voltages are generated according to the state of LCD bias, as shown in the table below. LCD Bias V1 V2 V3 V4 1/9 Bias (8/9) V0 (7/9) V0 (2/9) V0 (1/9) V0 1/8 Bias (7/8) V0 (6/8) V0 (2/8) V0 (1/8) V0 1/7 Bias (6/7) V0 (5/7) V0 (2/7) V0 (1/7) V0 1/5 Bias (4/5) V0 (3/5) V0 (2/5) V0 (1/5) V0 LCD Driver Supply CAP1+ O Capacitor1+ connect for the internal voltage converter CAP1- Capacitor1- connect for the internal voltage converter CAP2+ Capacitor2+ connect for the internal voltage converter CAP2- Capacitor2- connect for the internal voltage converter CAP3+ Capacitor3+ connect for the internal voltage converter CAP3- Capacitor3- connect for the internal voltage converter VOUT I/O Voltage Converter output VR I V0 voltage adjustment pin which is valid only when using external resistors REF I Select the reference voltage of the internal voltage regulator. REF = "High": The reference voltage of the internal voltage regulator is the voltage of VDD. REF = "Low": The reference voltage of the internal voltage regulator is the internal VREF(2.0V). 8 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 Table 2. Pin Description (Continued) Name I/O Description System Control CK I External clock input. It must be fixed to either "High" or "Low" when the internal oscillation circuit is used. In the external clock mode, CK is used as the clock input and the OSC bit should be off. TMPS1 TMPS0 I Select temperature coefficient of the reference voltage. TMPS1 TMPS0 Temperature Coefficient 0 0 - 0.0%/°C 0 1 - 0.1%/°C 1 0 - 0.2%/°C 1 1 - 0.3%/°C MI I Select the kinds of the MPU to interface. When MI = "High": 6800-series MPU interface mode When MI = "Low": 8080-series MPU interface IF I Select the interface bit length when parallel interfacing (PS = "High"). When IF = "High": 8-bit interface mode When IF = "Low": 4-bit interface mode PS I Select Interface mode with the MPU. When PS = "High": Parallel interface mode. When PS = "Low": Serial interface mode. RESET I Hardware reset input. Initialization is performed by edge sensing (rising or falling) of the RESET signal. CSB I Used as chip selection input. When CSB = "High", not selected. When CSB = "Low", selected. RS I Used as register selection input. When RS = "High", Data register. When RS = "Low", Instruction register. RW_WR I When MI = "High" (6800-series MPU interfacing), used as read (RW_WR = "High") / write (RW_WR = "Low") selection input (R/W). When MI = "Low" (8080-series MPU interfacing), used as write enable input (WR). E_RD I When MI = "High" (6800-series MPU interfacing), used as read / write enable input (E). When MI = "Low"(8080-series MPU interfacing), used as read enable input (RD). DB0 to DB7 I/O When in 8-bit interface mode, DB0 to DB7 are used as bidirectional data bus pin. When in 4-bit interface mode, only DB4 to DB7 are used as data input pin and DB0 to DB3 are not used. When in serial mode, DB6 (SCL) is used as a serial clock input pin, DB7 (SI) is used as a serial data input pin and the others are not used. MPU Interface 9 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD Table 2. Pin Description (Continued) Name I/O Description LCD Driver Output COM1 to COM64 COM64 O Common signal output for character display COMI1, COMI2 O Common signal output for horizontal icon display. Each signal is the same, but the name is different. SEG1 to SEG128 SEG128 O Segment signal output for character display SEGI1 to SEGI4 O Segment signal output for vertical icon display I Test pin. Connect these to "low". Test Pin TEST1 TEST2 TEST3 10 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 FUNCTION DESCRIPTION SYSTEM INTERFACE KS0040 KS0040 has two different MPU interface types: bus mode (8-bit/4-bit length) and serial mode. Whether to use Serial or bus mode is decided by the PS pin. Table 3. Various Kinds of MPU Interface PS Bus mode (H) Serial mode (L) MI IF CSB RS RW_WR E_RD 6800-series (H) 8-bits (H) CSB RS R/W E 4-bits (L) CSB RS (L) E 8080-series (L) 8-bits (H) CSB RS WR RD 4-bits (L) CSB RS WR (H)/(L) (H)/(L) (2) (H)/(L) CSB RS (H)/(L) (H)/(L) DB0 to 3 DB4 to 5 DB0 to 3 DB4 t o5 DB6 DB7 DB6 DB7 DB4 to 5 DB6 DB7 DB0 to 3 DB4 to 5 DB6 DB7 * DB4 to 5 DB6 DB7 * * SCL SI * (1) NOTES: 1. Don' care (high, low or open) t 2. Fixed high (VDD) or low (VSS) PS H Parallel interface mode L Serial interface mode H 6800-Series MPU interface L 8080-Series MPU interface mode H 8-Bit interface mode L 4-Bit interface mode H Chip not selected L Chip selected MI IF CSB 11 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD RS H Data register select L Instruction register select RW_WR MI=H 6800-series read/write select MI=L 8080-series "High" write enable MI=H 6800-series active "Low" enable MI=L 8080-series "Low" read enable PS=L Serial clock input PS=L Serial data input E_RD SCL(DB6) SI(DB7) 12 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 Interface with MPU in Parallel Bus Mode (PS = "High") In parallel interface mode, whether to use the 6800-series or 8080-series MPU is decided by the MI pin, and the interface bit length (8-bit / 4-bit) is selected by the IF pin. During write operation, the 16-bit data register (DR) and 8-bit instruction register (IR) are used. The data register (DR) is used as a temporary storage place for data from MPU, being written into DDRAM / CGRAM / ICONRAM. The target RAM is selected by RAM select instruction. The Instruction register (IR) is used only to store instruction code transferred from MPU. To select either DR or IR, use the RS input pin in parallel mode or serial mode. 8-Bit Bus Mode (IF = "High") CSB 4-Bit Bus Mode (IF = "Low") IF RS RW_WR E_RD DB7~DB0 D7~D0 Instruction Write D7~D0 Data Write XX Dummy Read D7 ~D0 Data Read D7~D4 D3~D0 Instruction Write D7~D4 D3~D0 Data Write Figure 3. Timing Diagram of 6800-series Bus Mode Data Transfer (MI = "High") 8-Bit Bus Mode (IF = "High") CSB 4-Bit Bus Mode (IF = "Low") IF RS RW_WR E_RD DB7~DB0 D7~D0 Instruction Write D7~D0 Data Write XX Dummy Read D7 ~D0 Data Read D7~D4 D3~D0 Instruction Write D7~D4 D3~D0 Data Write Figure 4. Timing Diagram of 8080-series Bus Mode Data Transfer (MI = "Low") 13 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD Interface With MPU in Serial Bus Mode (PS = "Low") When PS input pin is "Low", clock synchronized serial interface mode is selected. At this time, the following four ports are used: SCL (DB6, synchronizing transfer clock input), SI (DB7, serial data input), RS (register selection input), and CSB (chip selection input). By setting CSB to "Low", KS0040 KS0040 can receive SCL input. If CSB is set to "High", KS0040 KS0040 initializes the interface circuit (8-bit shift register and 3-bit counter). Serial data is input in the order of "D7, D6, D5, D4, D3, D2, D1, D0" from the serial data input pin (SI = DB7) at the rising edge of the serial clock (SCL = DB6). At the rising edge of the 8th serial clock, the serial data (D7-D0) is converted into 8-bit bus data. The RS input of the DR/IR selection is latched at the rising edge of the 8th serial clock (SCL). CSB SI(DB7) SCL(DB6) D7 1 D6 2 D5 3 D4 4 D3 5 D2 6 D1 7 D0 8 D7 1 D6 2 RS Figure 5. Timing Diagram of Serial Data Transfer 14 D5 3 D4 4 D3 5 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 RAM MAP Internal RAM has a total of 1,200 bytes, consisting of the following components: DDRAM (128 bytes), ICONRAM (48 bytes) and CGRAM (1,024 bytes). Table 4. RAM Map R3 R2 R1 R0 Address (Hex) 0 0 0 0 RAM Data Usage (D7 to D0) 00 - 0F 10 - 1F 20 - 2F 30 - 3F 40 - 4F 50 - 5F 60 - 6F 70 - 7F DDRAM (1st Line) DDRAM (2st Line) DDRAM (3rd Line) DDRAM (4th Line) DDRAM (5th Line) DDRAM (6th Line) DDRAM (7th Line) DDRAM (8th Line) RAM Sizes 128 bytes EXT = 0 EXT = 1 0 0 0 1 00 - 0F 10 - 1F 20 - 2F ICONRAM Upper 128 Icons (C1 to C128) ICONRAM Lower 128 Icons (C129 to C252) ICONRAM COMS Data (S1 to S128) 48 bytes 1 0 0 0 00 - 1F 20 - 3F 40 - 5F 60 - 7F CGRAM 1st 16 × 16 pattern CGRAM 2nd 16 × 16 pattern CGRAM 3rd 16 × 16 pattern CGRAM 4th 16 × 16 pattern 128 bytes (page 0) 1 0 0 1 00 - 1F 20 - 3F 40 - 5F 60 - 7F CGRAM 5th 16 × 16 pattern CGRAM 6th 16 × 16 pattern CGRAM 7th 16 × 16 pattern CGRAM 8th 16 × 16 pattern 128 bytes (page 1) 1 0 1 0 00 - 1F 20 - 3F 40 - 5F 60 - 7F CGRAM 9th 16 × 16 pattern CGRAM 10th 16 × 16 pattern CGRAM 11th 16 × 16 pattern CGRAM 12th 16 × 16 pattern 128 bytes (page 2) 1 0 1 1 00 - 1F 20 - 3F 40 - 5F 60 - 7F CGRAM CGRAM CGRAM CGRAM 13th 14th 15th 16th 16 16 16 16 × 16 × 16 × 16 × 16 pattern pattern pattern pattern 128 bytes (page 3) 1 1 0 0 00 - 1F 20 - 3F 40 - 5F 60 - 7F CGRAM CGRAM CGRAM CGRAM 17th 18th 19th 20th 16 16 16 16 × 16 × 16 × 16 × 16 pattern pattern pattern pattern 128 bytes (page 4) 1 1 0 1 00 - 1F 20 - 3F 40 - 5F 60 - 7F CGRAM CGRAM CGRAM CGRAM 21th 22th 23th 24th 16 16 16 16 × 16 × 16 × 16 × 16 pattern pattern pattern pattern 128 bytes (page 5) 15 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD Table 4. RAM Map (Continued) R3 R2 R1 R0 Address (Hex) RAM Data Usage (D7 to D0) RAM Sizes 1 1 1 0 00 - 1F 20 - 3F 40 - 5F 60 - 7F CGRAM 25th 16 x 16 pattern CGRAM 26th 16 x 16 pattern CGRAM 27th 16 x 16 pattern CGRAM 28th 16 x 16 pattern 128 bytes (page 6) 1 1 1 1 00 - 1F 20 - 3F 40 - 5F 60 - 7F CGRAM 29th 16 × CGRAM 30th 16 × CGRAM 31th 16 × CGRAM 32th 16 × 128 bytes (page 7) NOTE: R3 to R0: RAM/System select register 16 16 pattern 16 pattern 16 pattern 16 pattern Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 Display Data RAM (DDRAM) DDRAM stores 16-bit character code in FCGROM/CGRAM and 8-bit character code in HCGROM. Its maximum capacity is 128-bytes (64-words: 64 characters of a full-size font or 128 characters of a half-size font). The displayable area is 64 bytes and the other is extended data area. To display extended DDRAM data, set the EXT bit "high" in system register set instruction. DDRAM address is set by the address counter (AC) as a hexadecimal number. MSB AC6 LSB AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 The relations of DDRAM address and display position When DDRAM is set to normal mode (EXT = Low) 1st 2nd 3rd 4th 5th 6th 7th 8th COM1 ­ COM16 COM16 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F COM17 COM17 ­ COM32 COM32 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F COM33 COM33 ­ COM48 COM48 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2A 2B 2C 2D 2E 2F COM49 COM49 ­ COM64 COM64 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3A 3B 3C 3D 3E 3F (a) Display shift is not performed 1st 2nd 3rd 4th 5th 6th 7th 8th COM1 ­ COM16 COM16 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F COM17 COM17 ­ COM32 COM32 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2A 2B 2C 2D 2E 2F COM33 COM33 ­ COM48 COM48 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3A 3B 3C 3D 3E 3F COM49 COM49 ­ COM64 COM64 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F (b) Display shift up is performed 1st 2nd 3rd 4th 5th 6th 7th 8th COM1 ­ COM16 COM16 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3A 3B 3C 3D 3E 3F COM17 COM17 ­ COM32 COM32 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F COM33 COM33 ­ COM48 COM48 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F COM49 COM49 ­ COM64 COM64 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2A 2B 2C 2D 2E 2F (c) Display shift down is performed 17 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD When DDRAM is set to extended mode (EXT = High) 1st 2nd 3rd 4th 5th 6th 7th 8th COM1 ­ COM16 COM16 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F COM17 COM17 ­ COM32 COM32 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F COM33 COM33 ­ COM48 COM48 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2A 2B 2C 2D 2E 2F COM49 COM49 ­ COM64 COM64 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3A 3B 3C 3D 3E 3F 40 50 60 70 41 51 61 71 42 52 62 72 43 53 63 73 44 45 46 47 48 49 54 55 56 57 58 59 64 65 66 67 68 69 74 75 76 77 78 79 (a) Display shift is not performed 4A 5A 6A 7A 4B 5B 6B 7B 4C 5C 6C 7C 4D 5D 6D 7D 4E 5E 6E 7E 4F 5F 6F 7F 1st 2nd 3rd 4th 5th 6th 7th 8th COM1 ­ COM16 COM16 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F COM17 COM17 ­ COM32 COM32 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2A 2B 2C 2D 2E 2F COM33 COM33 ­ COM48 COM48 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3A 3B 3C 3D 3E 3F COM49 COM49 ­ COM64 COM64 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B 4C 4D 4E 4F 50 60 70 00 51 61 71 01 52 62 72 02 53 63 73 03 54 55 56 57 58 59 64 65 66 67 68 69 74 75 76 77 78 79 04 05 06 07 08 09 (b) Display shift up is performed 5A 6A 7A 0A 5B 6B 7B 0B 5C 6C 7C 0C 5D 6D 7D 0D 5E 6E 7E 0E 5F 6F 7F 0F 1st 2nd 3rd 4th 5th 6th 7th 8th COM1 ­ COM16 COM16 71 72 73 74 75 76 77 78 79 7A 7B 7C 7D 7E 7F COM17 COM17 ­ COM32 COM32 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F COM33 COM33 ­ COM48 COM48 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F COM49 COM49 ­ COM64 COM64 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2A 2B 2C 2D 2E 2F 30 40 50 60 18 70 31 41 51 61 32 42 52 62 33 43 53 63 34 35 36 37 38 39 3A 44 45 46 47 48 49 4A 54 55 56 57 58 59 5A 64 65 66 67 68 69 6A (c) Display shift down is performed 3B 4B 5B 6B 3C 4C 5C 6C 3D 4D 5D 6D 3E 4E 5E 6E 3F 4F 5F 6F Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 Character Generator RAM (CGRAM) CGRAM is used for user defined character patterns. It can generate 32 full-size fonts (16 x 16 bits) including the cursor position. The CGRAM capacity is large enough to support bitmap graphics 128 × 64 dot. To use the character pattern in CGRAM, write the character code into DDRAM as shown in Table 5. Table 5. Relationship Between Character Code(DDRAM) and Character Pattern(CGRAM) CGRAM ADDRESS Character Code R R R R A A A A A A (DDRAM DATA) 3 2 1 0 6 5 4 3 2 1 0000h 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 001Fh 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 CGRAM DATA CGRAM DATA (A0 = 0) (A0 = 1) D D D D D D D D D D D D D D D D 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 Pattern Number Pattern1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pattern32 19 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD Table 6. Example for Bitmap Graphic by CGRAM CGRAM DATA CGRAM DATA Character CGRAM ADDRESS (A0 = 0) (A0 = 1) Code R R R R A A A A A A D D D D D D D D D D D D D D D D (DDRAM DATA) 3 2 1 0 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 0000h 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0001h 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : Figure 6. Example for Bitmap Display with Character 20 : : : : : Pattern Number Pattern1 Pattern2 : Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD (*1) (*2) (*3) (*4) (*5) (*6) (*7) (*1009) (*1010) (*1011) (*1012) (*1013) (*1014) (*1015) (*8) KS0040 KS0040 - - - - (*15) (*16) (*1022) (*1023) (*1024) Figure 7. Relationship Between CGRAM Full Graphic Mode Data Writing and Display Pattern (FG = "high") During CGROM full graphic mode, CGRAM data is written from (*1) to (*1024) by 8-bit length (*1) (*2) (*3) (*4) (*5) (*6) (*7) (*8) . . (*15) (*16) (*17) (*18) (*19) (*20) (*21) (*22) (*23) (*24) . . (*31) (*32) (*1009) (*1010) (*1011) (*1012) (*1013) (*1014) (*1015) . . (*1022) (*1023) (*1024) 21 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD Segment & Common Icon RAM (ICONRAM) ICONRAM has segment/common icon pattern data. COMI1 or COMI2 and SEGI1 to 4 enable the data of ICONRAM to display icons. Table 7. Relationship Between ICONRAM Address and Display Pattern ICONRAM Address A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 ICONRAM Bits Icons D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 VL1 VL2 VR1 VR2 VL3 VL4 VR3 VR4 0 0 0 1 VL5 VL6 VR5 VR6 VL7 VL8 VR7 VR8 . . . . 1 1 0 VL57 VL58 VR57 VR58 VL59 VL60 VR59 VR60 1 1 1 VL61 VL62 VR61 VR62 VL63 VL64 VR63 VR64 0 0 0 0 VL65 VL66 VR65 VR66 VL67 VL68 VR67 VR68 0 1 1 1 0 0 0 1 VL69 VL70 VR69 VR70 VL71 VL72 VR71 VR72 . . 1 1 0 VL121 VL121 VL122 VL122 VR121 VR121 VR122 VR122 VL123 VL123 VL124 VL124 VR123 VR123 VR124 VR124 1 1 1 1 VL125 VL125 VL126 VL126 VR125 VR125 VR126 VR126 VL127 VL127 VL128 VL128 VR127 VR127 VR128 VR128 0 0 0 0 H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 0 0 0 0 1 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 . . . . 1 1 1 0 H113 H114 H115 H116 H117 H118 H119 H120 1 1 1 1 H121 H122 H123 H124 H125 H126 H127 H128 NOTES: 1. VLn: Vertical Left n-th icon, VRn: Vertical Right n-th icon 2. Hn: Horizontal n-th icon (where n = 1 to 128) 22 Lower 128 SEGI Icons Data (*2) . . 1 1 Upper 128 SEGI Icons Data (*1) COMI Icons Data (*3) Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 (*3) H1 VL1 VL3 ~ H2 H3 H4 ~ H127 H128 VL2 VL4 ~ VR1 VR3 ~ VR2 VR4 ~ (*1) VL63 VL65 ~ VL64 VL66 ~ VR63 VR65 ~ Character Display Area VR64 VR66 ~ (*2) VR126 VR126 VR128 VR128 SEGI4 ­ SEGI3 ­ SEG128 SEG128 ­ SEG127 SEG127 ­ ~ SEG4 ­ SEG3 ­ SEG2 ­ VR125 VR125 VR127 VR127 SEG1 ­ VL126 VL126 VL128 VL128 SEGI2 ­ VL125 VL125 VL127 VL127 SEGI1 ­ COMI1 ­ COM1 ­ COM2 ­ COM3 ­ ~ COM31 COM31 ­ COM32 COM32 ­ COM33 COM33 ­ COM34 COM34 ­ ~ COM62 COM62 ­ COM63 COM63 ­ COM64 COM64 ­ - SEGI2 - SEGI1 Character Display Area VR2 VR4 ~ VR63 VR65 ~ - SEG1 - SEG2 VR1 VR3 ~ ~ VL64 VL66 ~ - SEG125 SEG125 VL2 VL4 ~ VL63 VL65 ~ - SEG126 SEG126 VL1 VL3 ~ - SEG127 SEG127 - SEGI3 COM64 COM64 ­ COM63 COM63 ­ COM62 COM62 ­ ~ COM34 COM34 ­ COM33 COM33 ­ COM32 COM32 ­ COM31 COM31 ­ ~ COM3 ­ COM2 ­ COM1 ­ COMI1 ­ - SEG128 SEG128 - SEGI4 Figure 8. Relationship Between Icon Pattern Data and COM/SEG Line (When DIRC = 0, DIRS = 0) VR64 VR66 ~ (*1) (*2) VL125 VL125 VL127 VL127 VL126 VL126 VL128 VL128 VR125 VR125 VR127 VR127 H1 H2 H3 H4 ~ H127 VR126 VR126 VR128 VR128 H128 (*3) Figure 9. Relationship Between Icon Pattern Data and COM/SEG Line (When DIRC = 1, DIRS = 1) 23 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD (*3) H1 VL1 VL3 ~ H2 H3 H4 ~ H127 H128 VL2 VL4 ~ VR1 VR3 ~ VR2 VR4 ~ (*1) VL63 VL65 ~ VL64 VL66 ~ VR63 VR65 ~ Character Display Area VR64 VR66 ~ (*2) VR126 VR126 VR128 VR128 SEGI1 ­ SEGI2 ­ SEG1 ­ SEG2 ­ ~ SEG125 SEG125 ­ SEG126 SEG126 ­ SEG127 SEG127 ­ VR125 VR125 VR127 VR127 SEG128 SEG128 ­ VL126 VL126 VL128 VL128 SEGI3 ­ VL125 VL125 VL127 VL127 SEGI4 ­ COMI1 ­ COM1 ­ COM2 ­ COM3 ­ ~ COM31 COM31 ­ COM32 COM32 ­ COM33 COM33 ­ COM34 COM34 ­ ~ COM62 COM62 ­ COM63 COM63 ­ COM64 COM64 ­ - SEGI4 ~ - SEGI3 - SEG128 SEG128 - SEG127 SEG127 VR1 VR3 ~ - SEG4 VL2 VL4 ~ - SEG3 VL1 VL3 ~ - SEG2 - SEGI2 COM64 COM64 ­ COM63 COM63 ­ COM62 COM62 ­ ~ COM34 COM34 ­ COM33 COM33 ­ COM32 COM32 ­ COM31 COM31 ­ ~ COM3 ­ COM2 ­ COM1 ­ COMI1 ­ - SEG1 - SEGI1 Figure 10. Relationship Between Icon Pattern Data and COM/SEG Line (When DIRC = 0, DIRS = 1) VR2 VR4 ~ (*1) VL63 VL65 ~ VL64 VL66 ~ VR63 VR65 ~ Character Display Area (*2) VL125 VL125 VL127 VL127 VL126 VL126 VL128 VL128 VR125 VR125 VR127 VR127 H1 H2 H3 H4 ~ H127 H128 (*3) Figure 11. Relationship Between Icon Pattern Data and COM/SEG Line (When DIRC = 1, DIRS = 0) 24 VR64 VR66 ~ VR126 VR126 VR128 VR128 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 CHARACTER GENERATOR ROM FOR A FULL-SIZE FONT (FCGROM) FCGROM generates 16 × 16 character patterns from the character generate code in DDRAM. FCGROM has 8,192 character patterns (16×16-dot), including the cursor position for Asian language character fonts (like Chinese, Japanese Kanji, and Korean). If the data in the cursor position bit are high, they are included in the character pattern. So, the selected positions are always ON without regard to cursor position. FCGROM Address FONT Data (D15 ~ D0) A13 ~ A0 F E D C B A 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0380(h) CHARACTER GENERATOR ROM FOR A HALF-SIZE FONT (HCGROM) HCGROM generates 8 × 16 character patterns from the character generate code in DDRAM. HCGROM has 128 character patterns (8 × 16-dot), including the cursor position for half-size fonts (like alphanumeric characters and symbols). If the data in the cursor position bit are high, they are included in the character pattern. So, the selected positions are always ON without regard to cursor position. HCGROM Address A6 ~ A0 FONT Data (D7 ~ D0) 7 6 5 4 3 2 1 0 41(h) 25 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KSC5601 KSC5601 CODE MAP KSC5601 KSC5601 Code (Hex) KS0040 KS0040 Font Data FCGROM Code (Hex) ­ CGRAM Font Area A1A1 ­ ACFE 0020 ­ 037F Symbol Character Area B0A1 ­ B0FE B1A1 ­ B1FE B2A1 ­ B2FE B3A1 ­ B3FE B4A1 ­ B4FE B5A1 ­ B5FE B6A1 ­ B6FE B7A1 ­ B7FE B8A1 ­ B8FE B9A1 ­ B9FE BAA1 ­ BAFE BBA1 ­ BBFE BCA1 ­ BCFE BDA1 ­ BDFE BEA1 ­ BEFE BFA1 ­ BFFE C0A1 ­ C0FE C1A1 ­ C1FE C2A1 ­ C2FE C3A1 ­ C3FE C4A1 ­ C4FE C5A1 ­ C5FE C6A1 ­ C6FE C7A1 ­ C7FE C8A1 ­ C8FE CAA1 ­ CAFE CBA1 ­ CBFE CCA1 ­ CCFE CDA1 ­ CDFE CEA1 ­ CEFE CFA1 ­ CFFE D0A1 ­ D0FE D1A1 ­ D1FE D2A1 ­ D2FE D3A1 ­ D3FE D4A1 ­ D4FE D5A1 ­ D5FE D6A1 ­ D6FE D7A1 ­ D7FE D8A1 ­ D8FE D9A1 ­ D9FE DAA1 ­ DAFE DBA1 ­ DBFE DCA1 ­ DCFE DDA1 ­ DDFE 26 0000 ­ 001F 0380 ­ 03DD 03DE ­ 043B 043C ­ 0499 049A ­ 04F7 04F8 ­ 0555 0556 ­ 05B3 05B4 ­ 0611 0612 ­ 066F 0670 ­ 06CD 06CE ­ 072B 072C ­ 0789 078A ­ 07E7 07E8 ­ 0845 0846 ­ 08A3 08A4 ­ 0901 0902 ­ 095F 0960 ­ 09BD 09BC ­ 0A1B 0A1C ­ 0A7C 0A7D ­ 0AD7 0AD8 ­ 0B35 0B36 ­ 0B93 0B94 ­ 0BF1 0BF2 ­ 0C4F 0C50 ­ 0CAD 0CB0 ­ 0D0D 0D0E ­ 0D6B 0D6C ­ 0DC9 0DCA ­ 0E27 0E28 ­ 0E85 0E86 ­ 0EE3 0EE4 ­ 0F41 0F42 ­ 0F9F 0FA0 ­ 0FFD 0FFE ­ 105B 105C ­ 10B9 10BA ­ 1117 1118 ­ 1175 1176 ­ 11D3 11D4 ­ 1231 1232 ­ 128F 1290 ­ 12FD 12EE ­ 134B 134C ­ 13A9 13AA ­ 1407 ° ± ² ³ ´ µ ¶ · ¸ ¹ º » ¼ ½ ¾ ¿ À Á Â Ã Ä Å Æ Ç È Ê Ë Ì Í Î Ï Ð Ñ Ò Ó Ô Õ Ö × Ø Ù Ú Û Ü Ý ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - - ° ± ² ³ ´ µ ¶ · ¸ ¹ º » ¼ ½ ¾ ¿ À Á Â Ã Ä Å Æ Ç È Ê Ë Ì Í Î Ï Ð Ñ Ò Ó Ô Õ Ö × Ø Ù Ú Û Ü Ý þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 KSC5601 KSC5601 CODE MAP (Continued) KSC5601 KSC5601 Code (Hex) DEA1 ­ DEFE DFA1 ­ DFFE E0A1 ­ E0FE E1A1 ­ E1FE E2A1 ­ E2FE E3A1 ­ E3FE E4A1 ­ E4FE E5A1 ­ E5FE E6A1 ­ E6FE E7A1 ­ E7FE E8A1 ­ E8FE E9A1 ­ E9FE EAA1 ­ EAFE EBA1 ­ EBFE ECA1 ­ ECFE EDA1 ­ EDFE EEA1 ­ EEFE EEA1 ­ EFFE F0A1 ­ F0FE F1A1 ­ F1FE F2A1 ­ F2FE F3A1 ­ F3FE F4A1 ­ F4FE F5A1 ­ F5FE F6A1 ­ F6FE F7A1 ­ F7FE F8A1 ­ F8FE F9A1 ­ F9FE FAA1 ­ FAFE FBA1 ­ FBFE FCA1 ­ FCFE FDA1 ­ FDFE KS0040 KS0040 FCGROM Code (Hex) 1408 ­ 1465 1466 ­ 14C3 14C4 ­ 1521 1522 ­ 157F 1580 ­ 15DD 15DE ­ 163B 163C ­ 1699 169A ­ 16F7 16F8 ­ 1755 1756 ­ 17B3 17B4 ­ 1811 1812 ­ 186F 1870 ­ 18CD 18CE ­ 192B 192C ­ 1989 198A ­ 19E7 19E8 ­ 1A45 1A46 ­ 1AA3 1AA4 ­ 1B01 1B02 ­ 1B5F 1B60 ­ 1BBD 1BBE ­ 1C1B 1C1C ­ 1C79 1C7A ­ 1CD7 1CD8 ­ 1D35 1D36 ­ 1D93 1D94 ­ 1DF1 1DF2 ­ 1E4F 1E50 ­ 1EAD 1EAE ­ 1F0B 1F0C ­ 1F69 1F6A ­ 1FC7 Font Data Þ ß à á â ã ä å æ ç è é ê ë ì í î ï ð ñ ò ó ô õ ö ÷ ø ù ú û ü ý ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - ¡- - - - - - - - - - - - - - Þ ß à á â ã ä å æ ç è é ê ë ì í î ï ð ñ ò ó ô õ ö ÷ ø ù ú û ü ý þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ þ 27 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD LOW POWER CONSUMPTION MODE KS0040 KS0040 has a sleep mode for saving power during standby period. (Refer to "INITIALIZING & POWER SAVE MODE SETUP") Sleep Mode In sleep mode, the power circuit and oscillation circuit are turned off. This mode lowers power consumption by reducing current to almost the static current level. · Liquid crystal display output - COM1 to COM64 COM64, COMI1, 2: VSS level - SEG1 to SEG128 SEG128, SEGI1, 2, 3, 4: VSS level · DDRAM, CGRAM, ICONRAM and register-written information is saved. · Operation mode is retained, the same as it was prior to execution of sleep mode. All internal circuits are stopped. · Power circuit and oscillation circuit - The built-in supply circuit and oscillation circuit are turned off automatically by using the sleep command. LCD DRIVING CIRCUIT LCD Driver circuit has 65 common and 132 segment signals for LCD driving. The data from CGROM / CGRAM / ICONRAM is transferred to a 128-bit segment latch serially in 8-bit units, and then stored in the 128-bit shift latch. The data from ICONRAM is stored in a 4-bit latch. When each common line is selected by a 65-bit common register, segment data and segment icon data also output through a segment driver from the 128-bit segment latch and 4-bit segment icon latch. KS0040 KS0040 has common and segment bidirectional functions for use in various panel applications. (Refer to Table 9. and Table 10.) Table 8. SEG Data Shift Direction DIRS SEG Data Shift Direction Low SEGI1, SEGI2 ,SEG1 . . . . . . SEG128 SEG128, SEGI3, SEGI4 High SEGI4, SEGI3, SEG128 SEG128 . . . . . . SEG1, SEGI2, SEGI1 Table 9. COM Data Shift Direction Duty DIRC COM Data Shift Direction 1/17 (1-line mode) Low COM1 . . . . . . COM16 COM16, COMI1(COMI2) High COM16 COM16 . . . . . . COM1, COMI1(COMI2) Low COM1 . . . . . . COM32 COM32, COMI1(COMI2) High COM32 COM32 . . . . . . COM1, COMI1(COMI2) Low COM1 . . . . . . COM48 COM48, COMI1(COMI2) High COM48 COM48 . . . . . . COM1, COMI1(COMI2) Low COM1 . . . . . . COM64 COM64, COMI1(COMI2) High COM64 COM64 . . . . . . COM1, COMI1(COMI2) 1/33 (2-line mode) 1/49 (3-line mode) 1/65 (4-line mode) 28 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 DISPLAY SHIFT CONTROL KS0040 KS0040 has vertical dot-by-dot or character-by-character shift functions, which are useful when the display panel size is less than 4 lines and you want to display the hidden-line data, or when the extended DDRAM is set and you want to display extended DDRAM data. Display Home State After 1st dot-by-dot shift up After 2nd dot-by-dot shift up After 4th dot-by-dot shift up After 16th dot-by-dot shift up Figure 12. Vertical Dot-by-Dot Shift Up (Down) Example 29 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD INSTRUCTION DESCRIPTION OUTLINE To overcome the speed difference between the internal clock of KS0040 KS0040 and the MPU clock, KS0040 KS0040 performs its internal operation by storing control information to either IR or DR. The internal operation is determined according to the signal from MPU, composed of read / write and data bus. · There are four different types of instructions: - System register set instructions (power control, contrast value set etc.) - Internal RAM access instructions (RAM select, RAM address set, data read / write etc.) - Display control instructions (Vertical shift, double height character etc.) - Others The address of internal RAM is automatically increased or decreased by 1. NOTE: Every instruction takes one cycle execution time, so to execute the next instruction, a minimum of E cycle time (tc) must be kept. 30 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 Table 10. Instruction Table Instruction Code Instruction Description RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 NOP 0 0 (hex) 0 0 0 0 No operation Return home 0 1 (hex) ­ ­ ­ ­ Set DDRAM address to "00H" from AC and return cursor to its original position if shifted. The contents of DDRAM are not changed Display control 0 2 (hex) D CC LC REV Display (D), character cursor (CC), line cursor (LC), B/W reverse display (REV) on / off control Power save mode 0 3 (hex) ­ ­ ­ SLP Sleep mode (SLP) on/off control Contrast increment / decrement 0 4 (hex) ­ ­ ­ CID Contrast increment (CID=1) or decrement (CID=0) Vertical shift 0 5 (hex) ­ ­ CD UD Vertical character (CD=1), dot (CD=0) shift up (UD=1), down (UD=0) Double height character 0 6 (hex) ­ EN DH1 DH0 Double height character enable (EN) at selected line (DH1, DH0) R3 R2 R1 R0 Selected RAM / Register 0 0 0 1 RAM select / system register set R3 RAM address set 0 1 Write data 1 D7 D6 D5 D4 D3 Read data 1 D7 D6 D5 D4 D3 R2 R1 R0 0 1 0 1 0 0 0 ~ 1 1 1 DDRAM ICONRAM CGRAM Page 0 ~ CGRAM Page 7 0 0 0 0 7 (hex) 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 Power control register Contrast control register Environment control register Function control register 0 0 1 1 AC1 AC0 DD/CG/ICON RAM address setting. One of 3 RAMs is selected by the RAM select instruction. D2 D1 D0 DD/CG/ICON RAM and system register data write. D2 D1 D0 DD/CG/ICON RAM and system register data read. AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 NOTE: "-": don't care 31 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD Table 11. System Register Values Register Select Bit Register Value Map Selected System Register R3 R2 R1 R0 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 0 1 0 0 Power control register OSC VC VR VF INTR RR2 RR1 RR0 0 1 0 1 Contrast control register (2) ­ ­ C5 C4 C3 C2 C1 C0 0 1 1 0 Environment control register (3) ­ ­ DT1 DT0 DIRC DIRS EXT ID 0 1 1 1 Function control register (4) ­ ­ ­ FG CM FL1 B1 B0 (1) NOTES: 1. OSC: Internal oscillator ON (OSC = 1), OFF (OSC = 0) control bit VC: Voltage converter ON (VC = 1), OFF (VF = 1) control bit VR: Voltage regulator ON (VR = 1), OFF (VR = 0) control bit VF: Voltage follower ON (VF = 1), OFF (VF = 0) control bit INTR: Use the internal voltage regulating resisters ON (INTR = 1), OFF (INTR = 0) control bit RR2 to RR0: Internal voltage adjusting resisters set control register bits (Refer to Table 17) 2. C5 to C0: Electronic contrast control register bits. (Refer to Figure 21) 3. DT1, DT0: Duty select bits (Refer to Table 15) DIRC, DIRS: Common data direction (DIRC), Segment data direction (DIRS) select bit (Refer to Table 9 and Table 10) EXT: DDRAM extended mode ON (EXT = 1), OFF (EXT = 0) control bit ID: DDRAM / CGRAM/ICONRAM address Increment (ID = 1), decrement (ID = 0) control bit 4. FG: CGRAM full graphic mode ON (FG = 1), OFF (FG = 0) control bit CM: Center display mode ON (CM = 1), OFF (CM = 0) control bit FL1: First line fix mode ON (FL1 = 1), OFF (FL1 = 0) control, during vertical shift B1, B0: Cursor attribute control bit 32 DB0 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 RETURN HOME RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 ­ ­ ­ ­ Set the DDRAM address to "00h" in the address counter. If the display position has shifted, return it to the original position. When cursor or blinking is displayed on, bring the cursor to the left edge on first line of the display. The data in DDRAM does not change. DISPLAY CONTROL RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 1 0 D CC LC REV D Display on / off control H Display is turned on L Display is turned off, but display data remains in DDRAM. (default) CC Character cursor on / off control bit H character cursor is turned on L character cursor disappears in current display. (default) LC Line cursor on / off control bit H line cursor is turned on according to the most significant 2 bits (ADDR[6], ADDR[5]) of the current DDRAM address (ADDR[6:0]) L line cursor disappears in current display.(default) REV Black / white reverse display on/off control bit H all display areas except the icon area are black/white reversed L normal display status.(default) 33 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD POWER SAVE MODE RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 1 1 ­ ­ ­ SLP Power save mode is used to put KS0040 KS0040 in sleep mode. SLP Sleep mode on / off control bit H sleep mode is set.(default) L sleep mode is reset NOTE: Refer to "LOW POWER CONSUMPTION MODE" and INITIALIZING & POWER SAVE MODE SETUP" CONTRAST INCREMENT / DECREMENT RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 0 0 ­ ­ ­ CID Contrast control register value increment/decrement instruction CID Contrast increment / decrement enable bit H contrast register value increased by 1 until 63 L contrast register value decreased by 1 until 0 VERTICAL SHIFT UP / DOWN (SEE FIGURE 14) RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 0 1 ­ ­ CD UD Vertical dot-by-dot display shift up / down instruction. CD Character / Dot shift select bit H display shift up / down by character is selected. It is the same as 16-times dot shift. L display shift up / down by dot is selected. UD Vertical display shift direction select H L 34 display shift up is performed display shift down is performed Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 DOUBLE HEIGHT CHARACTER (SEE FIGURE 15) RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 1 0 ­ EN DH1 DH0 Double height character instruction. EN Double height character mode enable bit H double height character mode is enabled L double height character mode is disabled.(default) DH1 DH0 Double height character line select L L 1, 2 line become double height L H 2, 3 line become double height H L 3, 4 line become double height H H 1 line to 4 line become double height 35 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD RAM SELECT/SYSTEM REGISTER SET RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 1 1 R3 R2 R1 R0 RAM select (DDRAM / CGRAM/ICONRAM) or system register set instruction. R3 / R2 / R1 / R0: RAM or system register select bits Select bits Data Length / Value Map Selected RAM or Registers R3 R2 R1 R0 DB7 DB6 DB5 DB4 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 DDRAM ICONRAM CGRAM Page0 CGRAM Page1 CGRAM Page2 CGRAM Page3 CGRAM Page4 CGRAM Page5 CGRAM Page6 CGRAM Page7 1-byte (half-size font) 2-byte (full-size font) 1-byte 2-byte 2-byte 2-byte 2-byte 2-byte 2-byte 2-byte 2-byte 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 Power control register Contrast control register Environment control register Function control register OSC VC ­ ­ ­ ­ ­ ­ VR C5 DT1 ­ VF C4 DT0 FG DB3 INTR C3 DIRC CM DB2 RR2 C2 DIRS FL1 DB1 DB0 RR1 C1 EXT B1 RR0 C0 ID B0 NOTE: For writing 2-byte data into RAM, data write instruction must be performed twice. OSC VC/VR/VF INTR RR2 to RR0 C5 to C0 DT1, DT0 DIRC, DIRS EXT ID FG CM FL1 B1, B0 36 Oscillator circuit on (OSC = "high"), off (OSC = "low": default) control. Voltage converter / regulator / follower circuit on (VC / VR/VF = "high"), on (VC / VR/VF = "low": default) control. Use the internal voltage regulating resistors on (INTR = "high"), off (INTR = "low": default) control bit. Internal voltage adjusting resistors set control register bits ([0, 0, 0]: default). (Refer to Table 17.) Electronic contrast control register ([0, 0, 0, 0, 0, 0]: default). (Refer to Figure 21.) Duty select register ([1,1]: default). (Refer to Table 15.) Common data shift direction (DIRC) and Segment data shift direction (DIRS) flag register ([0, 0]: default). (Refer to Table 9. and Table 10.) DDRAM extended mode on (EXT = "high"), off (EXT = "low": default) control. RAM address Increment (ID = "high": default), Decrement (ID = "low") mode set. CGRAM full graphic mode on / off control register (FG = "low": default). (Refer to Figure 16.) Center display mode on / off control register (CM= "low": default). (Refer to Figure 15.) First line fix mode, during vertical scroll instruction, on/off control register (FL1 = "low": default). (Refer to Figure 14.) Character/Line cursor attribute select register ([0,0]: default) (Refer to Table 14.) Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 RAM ADDRESS SET RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1 AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 DDRAM / CGRAM / ICONRAM address set instruction. Each RAM is selected by RAM select instruction. WRITE DATA RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DDRAM / CGRAM/ICONRAM data or system register value write instruction. Each RAM and system register is selected by RAM select / system register set instruction. After write operation, the address is increased/decreased by 1 automatically, according to the function control register set. When writing a full-size character address to DDRAM, RAM data write instruction must be written twice, because the FCGROM address is 13-bits long. READ DATA (8-BIT BUS MODE MPU INTERFACE ONLY) (SEE FIGURE 13) RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DDRAM / CGRAM/ICONRAM data or system register value read instruction. Each RAM and system register is selected by RAM select / system register set instruction. If you read RAM data after RAM address set instruction, you can get the correct RAM data from the second. The first data would be incorrect, because there is no timing margin for transferring RAM data to the output register. After write or read operation, the address is increased/decreased by 1 automatically, according to the function control register set. When reading a full size character address from DDRAM, RAM data read instruction must be executed twice, because the FCGROM address is 13-bits long. (Refer to Figure 13.) 37 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD Full-size Character Code (FCGROM / CGRAM Address + Attribute) 0 Full-size character C7 [A1] [A0] C12 Display attribute code C6 C5 C11 C10 C9 C8 Upper character code C4 C3 C2 C1 C0 C1 C0 Half-size Character Code (HCGROM Address) 1 C6 C5 C4 C3 C2 Character code Half-size character Figure 13. DDRAM Data (FCGROM / HCGROM / CGRAM Address) Format Table 12. Display Attributes [A1] [A0] 0 0 Normal display 0 1 B/W reverse display 1 0 Character blink mode 1 1 1 Character blink mode 2 38 Display State (When Cursor/Blink Off) Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 Table 13. Cursor Attributes B1 B0 Display State (at cursor position) 0 0 Underline cursor 0 1 B/W reverse cursor 1 0 Blink cursor 1 1 1 Blink cursor 2 Table 14. The Relationship Between Duty and Environment set DT1 DT0 Duty Bias fosc (kHz) Display Line Number 0 0 1/17 1/5 24.5 1-line display 0 1 1/33 1/7 47.6 2-line display 1 0 1/49 1/8 68.3 3-line display 1 1 1/65 1/9 93.7 4-line display 39 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD Normal Display l Line Cursor(LC) Off l First Line Fix Mode(FL1) Off l Vertical Shift Off Normal Display & Line Cursor [0, 1]) l Line Cursor(LC) On (B1,B0={0,1}) l First Line Fix Mode(FL1) Off l Vertical Shift Off Vertical Shifted Display (in First Line Fix Mode ) [0, 1]) l Line Cursor(LC) On (B1,B0={0,1}) l First Line Fix Mode(FL1) On l Vertical Shift Up by Dot 6-times Vertical Shifted Display (in First Line Fix Mode ) [0, 1]) l Line Cursor(LC) On (B1,B0={0,1}) l First Line Fix Mode(FL1) On l Vertical Shift Up by Dot 16-times or Vertical Shift Up by Character once Figure 14. The Examples of Vertical Shift and First Line Fix Mode 40 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD (a) DH1, DH0 = [0, 0] (b) DH1, DH0 = [0, 1] (c) DH1, DH0 = [1, 0] KS0040 KS0040 (d) DH1, DH0 = [1, 1] (e) DH1, DH0 = [0, 0] and Center Mode On (CM = 1), when 3-line display Figure 15. The Examples of Double Height Character Display 41 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD Figure 16. The Examples of Full Graphic Mode Display (FG = 1) 42 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 INITIALIZING & POWER SAVE MODE SETUP HARDWARE RESET When RESET pin = "Active (rising or falling)", KS0040 KS0040 can be initialized in the following state. Return home Address counter = 00H Control display ON / OFF instruction D 0 CC/LC Display OFF [0, 0] Character / Line cursor OFF REV 0 Reverse display OFF (Normal display) Power save mode instruction SLP 1 Sleep mode ON RAM select instruction R3-R0 [0, 0, 0, 0] DDRAM is selected System register set instruction OSC 0 VC, VR, VF [0, 0, 0] INTR 0 RR2-RR0 [0, 0, 0] C5-C0 Oscillator OFF Voltage converter / regulator / follower / OFF Internal voltage regulating register OFF Internal voltage adjusting resistors set control register values are set to 000 [0, 0, 0, 0, 0] Electronic contrast control register values are set to 00H DT1, DT0 [1, 1] 4-Line display mode DIRC 0 Normal direction of common outputs (COM1 to COM64 COM64, COMI1 (COMI2) DIRS 0 Normal direction of segment outputs (SEGI1, SEGI2, SEG1 to SEG128 SEG128, SEGI3, SEGI4) EXT 0 Normal DDRAM mode is selected ID 1 RAM address increment condition FG 0 CGRAM full graphic mode OFF CM 0 Center display mode OFF FL1 0 First line fix mode OFF B1, B0 [0, 0] Underline cursor attribute is selected NOTE:If initialization is not done by the RESET pin, an unstable condition might result. So, the RESET input pin must be active first for initialization. 43 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD VDD VDD=2.4V tRESETB tRW tR RESET Internal reset time Reset Start Time Reset Pulse Width Reset Time tRESETB tRW tR 50 1.0 1.0 ns µs µs NOTE: tRW indicates the minimum RESET duration for activate internal reset signal. tR indicates reset completion time of the internal circuit from the edge of the internal reset signal. 44 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 INITIALIZING AND POWER SAVE SETUP INITIALIZING BY INSTRUCTION VDD-VSS power ON Power regulation Input of reset signal Command status HARDWARE RESET Input status. Others are undefined. Waiting for 10µ sec or more NOTE: Commands (3) and (4) initialize the RAM. The non-display area must satisfy the following conditions (for RAM clear). DDRAM: Write the A0H data. (Half character flag 1 and space character code 20H: 1 0100000) CGRAM: Write the 00H data. (blank data) ICONRAM: Write the 00H data. (off data) As the RAM data is unstable during reset signal input (after power on), blank data must be written. If not, unexpected display may result. Command input (1) Power save set command SLP = Off (sleep mode off) (2) System register set command a. environment register value set (DT1, DT0, DIRC, DIRS, EXT, ID) b. function control register value set (FG, CM, FL1, B1, B0) c. internal voltage adjusting resistors set control register set (RR2~RR0) d. contrast control register value set (C5~C0) e. power control register value set (OSC, VC, VR, VF, INTR: On) (3) RAM address set Command (4) Data writing (RAM Clear) (DDRAM = A0H, CG/ICONRAM = 00H) Waiting for 20msec or more Command input (5) Display control commands D: On End of initialization Input of RAM address setup command Input of RAM (data) write command Display of written data 45 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD SLEEP MODE SET OR RELEASE BY INSTRUCTION (a) Sleep mode setting End of initialization Command status INITIALIZING BY INSTRUCTION input status Normal operation status Command input (1) Display on/off control command D = Off (Display) (2) Power save set command SLP = On (Power save) * OSC, VC, VR, VF are automatically off. Enter the sleep mode (b) Sleep mode releasing End of initialization Command input (1) Display save set command SLP = Off (Sleep mode off) (2) Power register set command power control register set) * OSC, VC, VR, VF On Waiting for 20 msec or more (3) Display control command D = On Return to normal operation 46 NOTE: Internal voltage regulating resistor control bit (INTR) and voltage adjusting resistors set control register bits (RR2 to RR0) are not changed in sleep mode. Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 LCD DRIVING POWER SUPPLY CIRCUIT This power supply circuit generates the voltage to drive the LCD, and it consists of the following: voltage converter, voltage regulator, and voltage follower. The voltage converter boosts up the logic voltage (VDD) 2, 3, 4 times and this boosted voltage (VOUT) is delivered to the voltage regulator. Voltage regulator adjusts V0 between VOUT and VSS and this adjusted voltage is sent to the voltage follower. VLCD voltage (V0) is resistively divided into four voltage levels (V1, V2, V3, V4), and the output impedances are converted by the voltage follower to increase drive capability. Power supply circuit is controlled by the power control instruction. There can be up to eight combination states according to the instruction sets (VC,VR,VF). Table 16. shows useful combinations which are recommended. The remaining combination states are impractical, and are not recommended for use. Table 15. Recommended Power Supply Combination Voltage Converter Voltage Regulator 1 Enable Enable 1 1 Disable 0 0 1 0 0 0 VC VR VF 1 1 0 Voltage Follower VOUT VO, VR V1, V2, V3, V4 Enable Internal voltage output Used for voltage adjustment Internal voltage output Enable Enable External voltage Used for voltage input adjustment Internal voltage output Disable Disable Enable Open VO: External voltage input VR: open Internal voltage output Disable Disable Disable Open VO: External voltage input VR: open External voltage input NOTE: Any other combination which is not written in this table is prohibited. 47 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD VOLTAGE CONVERTER This circuit boosts up the electric potential between VDD and VSS to 2, 3, or 4 times toward the positive side, and the boosted voltage comes out through the VOUT terminal. V DD V DD C1 VOUT CAP3+ CAP3CAP2+ VOUT=2 × V DD CAP2C1 CAP1+ V DD CAP1- V SS V SS GND NOTE: Recommended Capacitance Value is 1µF Figure 17. Two Times Boosting 48 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 VDD VDD C1 VOUT CAP3+ CAP3C1 C1 VOUT=3 × VDD CAP2+ CAP2CAP1+ VDD CAP1- VSS VSS GND NOTE: Recommended Capacitance Value is 1µF Figure 18. Three Times Boosting VDD VDD C1 VOUT C1 CAP3+ VOUT=4 × VDD CAP3C1 C1 CAP2+ CAP2CAP1+ VDD CAP1- VSS VSS GND NOTE: Recommended capacitance value is 1µF Figure 19. Four Times Boosting 49 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD VOLTAGE REGULATOR The boosting voltage generated at VOUT is sent to the voltage regulator. The voltage regulator determines the V0 LCD driver voltage by adjusting resistor Ra and Rb within the range of [V0] < |VOUT|. This V0 is determined by equation (1), where Ra and Rb are internal or external resistors and VREF is determined by equation (2) as the voltage source of the IC. The electric potential of VREF is set to one of 64 levels by setting the 6-bit reference voltage register. Rb V0 = 1 + - × V EV [V] Ra V EV = 1 ­ ( 63 ­ ) × V S [ V ] - 300 Where = value of 6-bit reference voltage register (0 to 63) When REF = "high", VS = VDD REF = "low", VS = VREF (Internal reference voltage) = 2V Rb VDD VOUT VR Ra VS REF VEV + VREF + Inside Chip VSS GND Figure 20. Voltage Regulator Circuit 50 V0 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 When Using Internal Resistors, Ra and Rb (INTR = "high") When INTR bit is set to "high", built-in regulator resistor Ra is connected between VR and VSS, and Rb is connected between V0 and VR. V0 voltage is determined by changing the ratio of Rb/Ra and reference voltage VREF. The ratio of Rb / Ra is set to one of 8 ratios by selecting the regulator resistor with the 3-bit instruction register (RR2, RR1 and RR0). 13 12 11 10 9 V0 8 7 6 5 4 3 2 1 RR2 RR1 RR0 [1 55 1] 1 0] 0 1] [0 47 0] 1 [0 39 0 [0 31 1] [0 23 0] 0 [1 15 1 [1 7 1] [1 0 1 0 0] 63 Electronic Volume Level () Figure 21. V0 Voltages According to RR2 to RR0 (Ta = 25°C) Table 16. The Relationship Between Electronic Volume Constant, , and 6-bit Voltage Reference Register (C5, C4, C3, C2, C1, C0) C5 C4 C3 C2 C1 C0 1 1 1 1 1 1 63 1 1 1 1 1 0 62 : : : : : : : 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 Table 17. The Change Ratio of VREF and V0 (RR2, RR1, RR0 = [0, 0, 0], Ta = 25°C) 0 V0 1 . 30 31 32 . 62 63 TBD TBD TBD TBD TBD TBD TBD TBD TBD 51 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD When Using External Resistors, Ra and Rb. (INTR = "low") When INTR pin is set to low, it is necessary to connect the external regulator resistor Ra between VR and VSS, and Rb between V0 and VR. · Example: For the following requirements - 1. LCD driver voltage, V0 = 10V - 2. 6-bit reference voltage register = (1, 1, 1, 1, 1, 1) - 3. Maximum current flowing Ra, Rb = 1µA From equation (1) Rb V0 = 10 [V] = 1 + - × V REF Ra . ( 4 ) From equation (2) 0 V REF = 1 ­ - × V = V = 2V or V S S DD 300 (Where = 63 Vs = 2V or VDD) From requirement (3) 10 Ra + Rb = 1 [µA] . (6) From equation (4), (5) and (6) A. When VS = 2V (REF = "Low") - Ra = 2 [M] - Rb = 8 [M] B. When VS = VDD = 3V (REF = "High") - Ra = 3 [M] - Rb = 7 [M] 52 . ( 5 ) Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 LCD BIAS RESISTOR & FOLLOWER VDD VDD VDD C1 C1 C1 C1 VDD CAP1+ CAP1CAP2+ CAP2CAP3+ CAP3VOUT CAP1+ CAP1CAP2+ CAP2CAP3+ CAP3VOUT C1 C1 C1 C1 VR C1 C1 C1 C1 C1 VR V0 C1 V1 C1 R1 V2 C1 R1 C1 R2 C1 R1 V3 V4 R1 VSS GND V0 V1 V2 V3 V4 VSS GND a) When use the internal bias circuit ( VC, VR, VF, INTR = [1,1,1,1] ) b) When use the external bias circuit ( VC, VR, VF, INTR = [1,1,0,1] ) * Recommended Capacitance value is 1µF Figure 22. LCD Bias Circuit Table 18. Duty Select Input & Internal Bias Circuit DT1 DT0 Duty Internal Bias Low Low 1/17 1/5 Low High 1/33 1/7 High Low 1/49 1/8 High High 1/65 1/9 53 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD USING THE EXTERNAL POWER SUPPLY VDD VDD CAP1+ CAP1CAP2+ CAP2CAP3+ CAP3VOUT External Power Supply Ra Rb C1 VDD External Power Supply VR VDD CAP1+ CAP1CAP2+ CAP2CAP3+ CAP3VOUT VR C1 V0 C1 V1 V2 C1 C1 V1 C1 V0 C1 V2 V3 C1 V4 C1 V3 C1 V4 VSS GND (VC,VR,VF,INTR = [0,1,1,0]) VSS GND (VC,VR,VF,INTR = [0,1,1,1]) VDD VDD VDD CAP1+ CAP1CAP2+ CAP2CAP3+ CAP3VOUT External Power Supply C1 C1 C1 VDD CAP1+ CAP1CAP2+ CAP2CAP3+ CAP3VOUT VR VR V0 V1 V2 V0 External Power Supply V1 V2 V3 V4 V4 V C1 V3 VSS SS GND GND (VC,VR,VF,INTR = [0,0,1,0]) (VC,VR,VF,INTR = [0,0,0,0]) * Recommended Capacitance value is 1µF Figure 23. When External Power Supply is Used 54 Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 APPLICATION INFORMATION MPU INTERFACE METHOD Parallel interfacing with 8080-series microprocessors VCC VCC MPU A0 A1~A7 IORQ DECODER VDD RS CSB KS0040 KS0040 (8080-series) RD WR D0~D7 GND VCC PS MI E_RD RW_WR D0~D7 RESET RESET GND RESETB VSS GND Parallel interfacing with 6800-series microprocessors VCC VCC MPU A0 A1~A7 VMA DECODER VCC PS MI KS0040 KS0040 (6800 -series) GND VDD RS CSB E R/W D0~D7 E_RD RW_WR D0~D7 RESET RESET RESETB VSS GND 55 Preliminary KS0040 KS0040 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD Clock Synchronized Serial Interfacing with any Microprocessor VCC VCC PORT4 PORT3 VDD RS CSB MPU SCL(DB6) SI(DB7) RESET RESET RESETB VSS GND 56 GND KS0040 KS0040 PORT1 PORT0 GND PS MI IF VCC or GND Preliminary 65COM/132SEG 65COM/132SEG DRIVER & CONTROLLER FOR DOT MATRIX LCD KS0040 KS0040 LCD PANEL CONNECTION METHOD (1/65 DUTY CONFIGURATION) Chip Bottom & Lower View (DIRS = 0, DIRC = 0) ¡ààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààà ààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààà ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à à ¡ à ¡ à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à à ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à ¡ à 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