Кириллица на LCD: русский текст в знакогенераторе

Два экрана 16x2 с одной барахолки, в одинаковых корпусах, с одинаковыми надписями на рамке — а русский текст на них включается по-разному: на первом код 0x80 рисует заглавную «А», на втором — пустое место. Я потратил вечер на перепрошивку собственных подозрений: менял библиотеки, перетыкал провода, перепроверял адреса — пока не понял главного. У HD44780 нет «русского стандарта»: производитель шьёт в постоянную память ту таблицу символов, которую заказал торговец, и партии расходятся. Вся кириллица на LCD — вопрос не библиотеки, а вопрос к вашему конкретному стеклу: какая таблица лежит именно в нём.

В этом уроке заглянем в ROM знакогенератора: что там лежит по умолчанию, чем русские прошивки отличаются друг от друга и почему таблицы кодов из интернета срабатывают через раз. Потом соберём сканер знакогенератора — кнопка листает страницы кодов, светодиод отмечает кириллические, серийный порт печатает границы — и за пять минут составим карту своего экрана. Она занимает полстраницы блокнота и экономит целые вечера. Физику самого контроллера разбирал отдельный урок про HD44780, здесь она понадобится в одной точке: печать байта.

Каждый байт, который Arduino отправляет дисплею как данные, — это не буква, а номер строки в таблице знаков, зашитой в постоянную память контроллера. В стандартной прошивке A00, которую клепали ещё в восьмидесятые, на кодах 0x20–0x7E лежат латиница, цифры и пунктуация, а на 0xA1–0xDF — японская катакана. Кириллицы там нет ни в одном байте — потому lcd.print("PRIVET") работает, а lcd.print("ПРИВЕТ") рисует что попало: каждый байт строки интерпретируется номером ячейки, и на экран вываливается мусор из таблицы.

Дисплеи для нашего рынка продаются с «русскими» прошивками, но раскладки у них расходятся от партии к партии. На моей панели заглавные А–Я нашлись на кодах 0x80–0x9F, строчные а–п — на 0xA0–0xAF, р–я — на 0xE0–0xEF: раскладка близка к таблице CP866. Экран соседа, купленный в другом магазине, показал тот же диапазон, но с переставленными буквами. Гарантий нет, поэтому доверять «правильной таблице из статьи» я перестал — таблицу своего экрана надо снять один раз и один раз. Вариативность партий — та же история, что с адресами 0x27 против 0x3F на I2C-переходниках: урок про развилку адресов кончался одинаково — проверяй железо, а не верь маркировке.

Важное следствие устройства памяти: таблицу ROM перепрошить нельзя — она литая, как гравюра. Что можно — перезаписать восемь ячеек CGRAM, и это тема урока про свои символы: глифы закрывают дыры любой раскладки, но таблицу целиком не заменяют. Отсюда моя стратегия по умолчанию: латиница и цифры — как есть, кириллица — по карте своего экрана, всё, чего в карте не нашлось, — глифами.

Метод снятия карты простой: печатать подряд по шестнадцать байтов, а коды перелистывать кнопкой. Экран при этом подключён по I2C из первого урока раздела, а печать на позициях — setCursor и print из урока про begin и печать. Печать одного байта идёт через lcd.write(): в отличие от print, который шлёт строки и числа, write отправляет сырой байт — номер ячейки знакогенератора, и экран рисует то, что в этой ячейке шито. Отдельная грабля с нулевым кодом: внутри print ноль обрывается как конец строки, поэтому глиф ячейки 0 печатают строго lcd.write(byte(0)).

Коды удобно печатать в серийный порт в шестнадцатеричном виде — так же, как в даташите: Serial.print(x, HEX) делает это одной командой, основы порта — в уроке про монитор. Светодиод в сканере выполняет работу метки: горит на страницах, где я жду кириллицу, — рука не тянется к ноутбуку, чтобы понять, докрутил ли я листание.

Смотреть здесь стоит на три места. Массив bases — стартовые коды страниц: латиница для калибровки и три диапазона, где у моей панели нашлась кириллица; на вашем экране они будут другими — в этом и смысл сканера. Массив cyr — флаги для LED: на каких страницах горит метка. И сам вывод: цикл печатает write(bases[page] + i) шестнадцать клеток подряд — курсор ползёт вправо сам, а верхняя строка показывает диапазон кодов через lcd.print(x, HEX) — без префикса 0x, который я дописываю руками. Кнопка листает страницы по кругу: страница четвёртая возвращает первую, сброс не нужен.

Работа со сканером занимает пять минут: листаешь страницы, записываешь на бумажку, какой код какую букву рисует. У меня эта карта живёт в заметках телефона с пометкой «экран из синего набора» — второй экран из другой партии потребовал второй карты. Без карты каждая строка с русским текстом — лотерея; с картой — переписывание готового.

Пара слов о том, чего сканер не делает. Он не чинит кириллицу и не добавляет букв: он снимает карту, а печатать по ней — дело вашего скетча. Не покажет он и ячейки с кодами ниже 0x20 — там управляющие команды дисплея, а не знаки, и страница пустоты в начале таблицы — норма, а не поломка. И последнее: если экран при листании теряет символы или мигает, сначала проверьте контраст и питание из урока про потенциометр на V0 — карта, снятая с глючного экрана, врёт вместе с ним.

В тренажёре логика сканера та же: кнопка на D2 листает четыре страницы, LED на D12 горит на кириллических, серийный порт печатает границу кодов. Одна честная оговорка про картинку: движок симулятора не воспроизводит таблицы HD44780 — он рисует Unicode. Поэтому латинская страница выглядит как в жизни, а на кириллических клетках — чужие символы или пустота: ровно то, что увидит владелец экрана с английской прошивкой, запустив этот же сканер. На живой плате с русской прошивкой те же страницы развернутся в буквы — их раскладку и запишет ваша карта.

Зато серийный порт в тренажёре честный: каждая страница печатает base=0x80, base=0xA0 и так далее — по этим границам удобно вносить правки в массив bases, когда ваша карта покажет другие диапазоны.