Lcd-scherm 1602 aansluiten op arduino-schets. Aansluitschema weergeven. Karakter LCD-scherm aansluiten op Arduino

In de les zullen we praten over het synthetiseren van vloeibare kristalindicatoren, hoe ze op een Arduino-bord kunnen worden aangesloten en hoe we indicatoren kunnen bedienen met behulp van de LiquidCrystal- en LiquidCrystalRus-bibliotheken.

Hoewel LED-indicatoren met zeven segmenten de goedkoopste weergaveoptie zijn voor elektronische apparaten, wordt het gebruik ervan beperkt door twee belangrijke nadelen.

• Het is praktisch moeilijk om meer dan 8 bits LED-indicatoren op de microcontroller aan te sluiten. Een groot aantal leads, significante indicatorstromen, complexe toetsen, lage verversingsfrequenties, enz. zijn vereist.
• Het is niet mogelijk om karakterinformatie weer te geven op displays met zeven segmenten.

Om tekstinformatie of getallen met een grootte van meer dan 4 cijfers weer te geven, is het veel praktischer om indicatoren (displays) te gebruiken die tekens voor het synthetiseren van vloeibare kristallen gebruiken. Hun voordelen zijn onder meer:

• interface handig voor aansluiting op microcontrollers;
• laag energieverbruik;
• lage voedingsspanning;
• duurzaamheid.

Er is een grote verscheidenheid aan LCD-schermen (liquid crystal) van verschillende fabrikanten op de markt. Bijna allemaal zijn ze vergelijkbaar in parameters, interfacesignalen en besturingscommando's. Op dit moment zijn de meest voorkomende LCD-indicatoren op de Russische markt apparaten die zijn vervaardigd door Winstar, Taiwan. Ik zal verwijzen naar de indicatoren van dit bedrijf. Maar de informatie is heel geschikt voor karakter-LCD-schermen van andere fabrikanten.

Algemene informatie.

Sign-synthesizing of symbolische indicatoren geven informatie weer in de vorm van bekendheid met een bepaalde bitbreedte. Eén vertrouwdheid geeft één karakter weer. Het aantal bekende spaties bepaalt de bitbreedte van de indicator. Informatie over indicatoren kan op meerdere regels worden weergegeven, daarom wordt bij indicatoren van dit type altijd het aantal tekens per regel en het aantal regels aangegeven.

Informatie wordt weergegeven op een vloeibare kristalmatrix met LED-achtergrondverlichting. Achtergrondverlichting is verkrijgbaar in een grote verscheidenheid aan kleuren, wat monochrome tekstinformatie enorm verlevendigt.

Om de vloeibare kristalmatrix te besturen en de indicatorinterface te organiseren, wordt de ingebouwde HD44780-controller of zijn volledige analogen gebruikt. Deze controller definieert de indicatorinterfacesignalen en besturingscommando's.

De HD44780 is de de facto standaard geworden voor character liquid crystal (LCD) displays. De technische documentatie voor de HD44780-controller in PDF-formaat kan worden bekeken via deze link -. Misschien zal iemand de documentatie van een van de analogen van deze controller - SPLC780D beter vinden. PDF-link -.

Karakter LCD-indicatoren van Winstar.

Ik ken de volgende varianten van LCD-indicatoren van dit bedrijf.

De LCD-indicator aansluiten op de microcontroller.

Aansluitschema's, tijdschema's, signaalparameters, stuurcommando's, symboolcodes worden gedetailleerd beschreven in de documentatie voor de HD44780-controller. Ik zal alleen de meest noodzakelijke gegevens geven over het aansluiten van indicatoren op microcontrollers.

Normaal gesproken hebben LCD-indicatoren 16 pinnen.

Het pinnummer (eerste kolom) is voor de meest voorkomende optie. U kunt dit beter controleren door de documentatie voor uw indicatortype te downloaden uit de tabel in de vorige sectie.

Character LCD-schermen ondersteunen twee opties om verbinding te maken met de microcontroller:

• Met behulp van een 8-bit databus. Alle DB0-DB7 bussignalen zijn aangesloten. In één uitwisselingscyclus wordt een byte aan informatie verzonden.
• Met behulp van een 4-bit databus. Alleen de 4 meest significante bits van DB4-DB7 zijn verbonden. Informatie wordt verzonden in vier bits per buscyclus.

De eerste optie brengt gegevens sneller over naar het scherm. De tweede vereist 4 pinnen minder om de indicator aan te sluiten. Ongetwijfeld is het belangrijker om het aantal pinnen voor een verbinding te verminderen dan om de wisselkoers te verhogen. Bovendien zijn LCD-indicatoren nogal trage apparaten met een regeneratiecyclustijd van 10-20 ms.

Een karakter-LCD (LCD)-display aansluiten op het Arduino-bord.

Ik zal de WH2004A-indicator (4 regels van 20 tekens) in vier bit-uitwisselingsmodus verbinden met het Arduino UNO R3-bord. Documentatie over LCD-display WH2004 kan worden bekeken via deze link.

Het schema ziet er als volgt uit.

Weerstanden R2 en R3 bepalen het contrast van de indicator. U kunt een trimmer aansluiten en de gewenste beeldhelderheid instellen. Ik gebruik vaak WH2004-indicatoren en in mijn circuits kies ik dergelijke weerstandswaarden.

Ik heb de LED's van de achtergrondverlichting van de indicator aangesloten op een 5 V-voeding via een weerstand R1 (30 Ohm). Hiermee stel ik de stroom in op ongeveer 25 mA. Dik maar gloeiend. Je kunt het goed zien in het donker. Hoewel WH2004-indicatoren een achtergrondverlichtingsstroom tot 580 mA toestaan.

Bibliotheek voor het beheren van LCD-indicatoren in het Arduino LiquidCrystal-systeem.

Er is een standaardbibliotheek voor het aansturen van LCD-indicatoren op basis van de HD44780-controller. Ik zal de methoden in detail beschrijven.

Vloeistofkristal (...)

Klasse bouwer. Kan een ander aantal argumenten aannemen.

• LiquidCristal (rs, en, d4, d5, d6, d7) - vier-bits interface, RW-signaal wordt niet gebruikt (aangesloten op aarde).
• LiquidCristal (rs, rw, en, d4, d5, d6, d7) - vier bit-interface, RW-signaal wordt gebruikt.
• LiquidCristal (rs, en, d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7) is een acht-bit interface, het RW-signaal wordt niet gebruikt (aangesloten op massa).
• LiquidCristal (rs, rw, en, d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7) is een 8 bit interface, het RW signaal is in gebruik.

Argumenten:

• rs - RS-signaal pincode;
• rw - pinnummer van het RW-signaal;
• en - pinnummer van signaal E;
• d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7 - pinnummers van de databus.

LiquidCrystal-disp (6, 7, 2, 3, 4, 5);

void begin (cols, rows)

Initialiseert de indicatorinterface. Stelt de afmeting van de indicator in. De methode moet eerst worden aangeroepen voordat andere functies van de klasse worden gebruikt.

Argumenten:

• cols - het aantal tekens in de regel;
• rijen is het aantal rijen.

disp.begin (20, 4); // we gebruiken het display - 4 regels van 20 tekens

leegte duidelijk ()

Het scherm leegmaken, de cursor in de linkerbovenhoek plaatsen.

disp.wissen (); // scherm resetten

leeg huis ()

Zet de cursor in de linkerbovenhoek.

disp.home (); // naar het begin van het scherm

void setCursor (kolom, rij)

Plaatst de cursor op de opgegeven positie.

• col - X-coördinaat, nummering vanaf 0;
• rij - Y-coördinaat, nummering vanaf 0.

setCursor (0,1); // cursor naar het begin van de tweede regel

byte schrijven (gegevens)

Toont een teken op het scherm. Retourneert het aantal overgedragen bytes.

De volgende schets toont gegevens van de seriële poort. Gegevens kunnen worden overgedragen door de Arduino IDE-poortmonitor.

// seriële poort data output naar LCD indicator
#erbij betrekken


char gegevens;

ongeldige instelling ()
{
Serieel.begin (9600); // initialiseer de seriële poort
disp.begin (20, 4); //
}

lege lus ()
{
if (Seriële.beschikbare ()) (// als er gegevens zijn
data = Serieel.lezen (); // lees het symbool
if ((data! = 0xd) && (data! = 0xa)) (// line feed
disp.write (gegevens); // het symbool op het scherm weergeven
}
}
}

Ik heb een grote indicator - 4 regels van elk 20 tekens. Het heeft twee HD44780-controllers. Daarom vullen opeenvolgend verzonden tekens eerst de eerste regel, dan de derde, dan de tweede en de vierde. Die. door de lijn. Met deze eigenschap moet rekening worden gehouden voor bepaalde soorten indicatoren. In de documentatie voor elke LCD-indicator wordt de volgorde van karakteradressering aangegeven.

byte-afdruk (gegevens)

Geeft tekst weer. Retourneert het aantal overgedragen bytes.

Argumenten:

gegevens - gegevens om op het scherm weer te geven. Ze kunnen van het type char, byte, int, long, string zijn.

Er kan een tweede, optioneel argument zijn.

byte-afdruk (gegevens, BASE)

• BASE - stelt het nummeringssysteem in:
• BIN - binair;
• DEC - decimaal;
• OKT - Octaal:
• HEX is hexadecimaal.

Een voorbeeld van een programma dat een tekststring op het display afdrukt.

// tekstreeksuitvoer naar LCD-indicator
#erbij betrekken

LiquidCrystal-disp (6, 7, 2, 3, 4, 5); // maak een object

ongeldige instelling ()
{
disp.begin (20, 4); // initialiseer het display 4 regels van 20 karakters
disp.print ("Teststring");
}

lege lus ()
{ }

lege cursor ()

Schakelt de cursorweergavemodus in. De positie waar het volgende teken wordt weergegeven, is onderstreept.

disp.cursor (); // cursorweergave inschakelen

ongeldig geen Cursor ()

Voorkomt dat de cursor wordt weergegeven.

disp.noCursor (); // weergave van de cursor uitschakelen

leegte knipperen ()

Schakelt knipperende cursormodus in. Gebruikt in combinatie met de cursorfunctie (). Het resultaat is afhankelijk van het specifieke indicatormodel.

disp.knipperen (); // knipperende cursor inschakelen

void noBlink ()

Schakelt knipperende cursormodus uit.

disp.noBlink (); // de knipperende cursor uitschakelen

ongeldige weergave ()

Schakelt het scherm in nadat het is uitgeschakeld met de functie noDisplay (). Op het scherm wordt de informatie weergegeven die vóór de afsluiting was.

weergave (); // zet het scherm aan

void noWeergeven ()

Schakelt het scherm uit. De informatie wordt in het geheugen opgeslagen en verschijnt wanneer het display wordt ingeschakeld.

display.noDisplay (); // zet het scherm uit

void scrollDisplayLeft ()

Schuift de inhoud van het display één teken naar links.

afb. scrollDisplayLeft (); // alles naar links verplaatsen

void scrollDisplayRight ()

Schuift de inhoud van het display één teken naar rechts.

afb. scrollDisplayRight (); // alles naar rechts verplaatsen

ongeldig automatisch scrollen ()

Schakelt de modus voor automatisch scrollen van tekst in. Wanneer elk teken wordt weergegeven, wordt alle tekst op het scherm met één teken verschoven. De functies leftToRight () en rightToLeft () bepalen in welke richting de informatie wordt verschoven.

afb. automatisch scrollen () (); // automatisch scrollen inschakelen

void noAutoscroll ()

Schakel automatisch schuiven van tekst uit.

afb. neeAutoscroll () (); // autoscroll verbieden

leegte leftToRight ()

Stelt de uitvoermodus van de test van links naar rechts in. Nieuwe symbolen verschijnen rechts van de vorige.

van links naar rechts (); // links-naar-rechts modus

ongeldig rechtsNaarLinks ()

Stelt de uitvoermodus van de test van rechts naar links in. Nieuwe symbolen verschijnen links van de vorige.

rechts naar links (); // rechts-naar-links modus

ongeldig createChar (num, data)

Methode voor het maken van een aangepast symbool. Met de controller kunnen maximaal 8 tekens (0... 7) 5x8 pixels groot worden gemaakt. De symboolafbeelding wordt gespecificeerd door een 8-byte-array. De minst significante 5 bits van elke byte bepalen de toestand van de pixels in de rij.

Om een ​​aangepast teken weer te geven, kunt u de functie schrijven () gebruiken met het tekennummer.

// een aangepast symbool maken
#erbij betrekken

LiquidCrystal-disp (6, 7, 2, 3, 4, 5); // maak een object

byte glimlach = (
B00000000,
B00010001,
B00000000,
B00000000,
B00010001,
B00001110,
B00000000,
B00000000
};

ongeldige instelling ()
{
disp.createChar (0, glimlach); // maak een symbool
disp.begin (20, 4); // initialiseer het display 4 regels van 20 karakters
disp.print ("Glimlach");
disp.write (byte (0)); // toon het symbool
}

lege lus ()
{ }

Hier is een voorbeeld van een programma dat het Russische alfabet weergeeft.

// uitvoer van het Russische alfabet
#erbij betrekken

LiquidCrystalRus disp (6, 7, 2, 3, 4, 5); // maak een object

ongeldige instelling ()
{
disp.begin (20, 4); // initialiseer het display 4 regels van 20 karakters
disp.print ("abvgdeozhziyklmnoprst");
disp.print ("ABVGDEEZHZIYKLMNOPRST");
disp.print ("ufhtschshshchiyueyuya");

Elke radioamateur komt, na een aantal eenvoudige zelfgemaakte producten, tot het doel om met behulp van sensoren en knoppen iets groots te construeren. Het is immers veel interessanter om gegevens naar het beeldscherm te sturen dan naar de poortmonitor. Maar dan rijst de vraag: welk scherm te kiezen? En in het algemeen, hoe te verbinden, wat is nodig om te verbinden? De antwoorden op deze vragen zullen in dit artikel worden besproken.

LCD 1602

Onder de vele opties onder de schermen, zou ik apart het LCD1602-scherm willen noemen op basis van de HD4478-controller. Dit display is verkrijgbaar in twee kleuren: witte letters op een blauwe achtergrond, zwarte letters op een gele achtergrond. Het aansluiten van de LCD 1602 op de Arduino zal ook geen problemen opleveren, aangezien er een ingebouwde bibliotheek is en je niets extra hoeft te downloaden. Displays verschillen niet alleen in prijs, maar ook in grootte. Radioamateurs gebruiken vaak 16 x 2, dat wil zeggen 2 regels van 16 karakters. Maar er is ook 20 x 4, waar er 4 regels van 20 karakters zijn. Grootte en kleur spelen geen rol bij het aansluiten van het lcd 1602-display op de Arduno, ze zijn op dezelfde manier aangesloten. De kijkhoek is 35 graden, de responstijd van het display is 250 ms. Het kan werken bij temperaturen van -20 tot 70 graden Celsius. Gebruikt in bedrijf 4mA per scherm en 120mA per achtergrondverlichting.

Waar wordt het gebruikt?

Dit display is niet alleen populair bij radioamateurs, maar ook bij grote fabrikanten. Printers, koffiemachines gebruiken bijvoorbeeld ook LCD1602. Dit komt door de lage prijs, dit scherm kost 200-300 roebel op Chinese sites. Het is de moeite waard om daar te kopen, omdat in onze winkels de prijsverhogingen voor dit display erg hoog zijn.

Verbinding maken met Arduino

Het aansluiten van LCD 1602 op Arduino Nano en Uno is niet anders. U kunt met het display in twee modi werken: 4 bits en 8. Bij het werken met 8-bits worden zowel de minst significante als de meest significante bits gebruikt, en bij 4-bits - alleen de minst significante. Het heeft geen zin om met 8-bit te werken, omdat er nog 4 contacten worden toegevoegd om verbinding te maken, wat niet aan te raden is, omdat de snelheid niet hoger zal zijn, de limiet voor het bijwerken van het scherm 10 keer per seconde. Over het algemeen worden er veel draden gebruikt om de lcd 1602 aan te sluiten op de Arduino, wat voor wat ongemak zorgt, maar er zijn speciale schilden, maar daarover later meer. De foto toont de aansluiting van het display op de Arduino Uno:

Voorbeeld programmacode:

#erbij betrekken // Voeg de vereiste bibliotheek toe LiquidCrystal lcd (7, 6, 5, 4, 3, 2); // (RS, E, DB4, DB5, DB6, DB7) void setup () (lcd.begin (16, 2)); // Stel de schermgrootte in lcd.setCursor (0, 0); // Zet de cursor op het begin van 1 regel lcd.print ("Hallo, wereld!"); // Toon de tekst lcd.setCursor (0, 1); // Zet de cursor aan het begin van regel 2 lcd.print ("site") ; // Toon de tekst) void loop () ()

Wat doet de code? De eerste stap is om de bibliotheek aan te sluiten om met het display te werken. Zoals hierboven vermeld, is deze bibliotheek al opgenomen in de Arduino IDE en hoeft u deze niet extra te downloaden en te installeren. Vervolgens worden de contacten bepaald die op de pinnen zijn aangesloten: respectievelijk RS, E, DB4, DB5, DB6, DB7. Vervolgens wordt de afmeting van het scherm ingesteld. Aangezien we werken met een versie met 16 karakters en 2 regels, schrijven we dergelijke waarden. We zetten de cursor aan het begin van de eerste regel en geven onze eerste tekst Hello World weer. Plaats vervolgens de cursor op de tweede regel en geef de naam van de site weer. Dat is alles! Het aansluiten van de lcd 1602 op de Arduino Uno kwam aan de orde.

Wat is I2C en waarom is het nodig?

Zoals hierboven vermeld, kost het aansluiten van het scherm veel pinnen. Als je bijvoorbeeld met meerdere sensoren en een LCD 1602-display werkt, zijn de pinnen misschien gewoon niet genoeg. Vaak gebruiken radioamateurs de Uno- of Nano-versie, waar niet veel contacten zijn. Toen bedachten mensen speciale schilden. Bijvoorbeeld I2C. Hiermee kunt u een display aansluiten met slechts 4 pinnen. Dit is de helft van de grootte. De I2C-module wordt zowel apart verkocht, waar je hem zelf moet solderen, als al gesoldeerd aan het LCD 1602-display.

Verbinding met I2C-module

Het aansluiten van LCD 1602 op Arduino Nano met I2C neemt weinig ruimte in beslag, slechts 4 pinnen: aarde, voeding en 2 data-uitgangen. We verbinden de stroom en aarde met respectievelijk 5V en GND op de Arduino. De overige twee pinnen: SCL en SDA zijn verbonden met analoge pinnen. Op de foto zie je een voorbeeld van het aansluiten van de lcd 1602 op een arduino met een I2C-module:

Programmacode:

Als om met een display zonder module te werken het nodig was om slechts één bibliotheek te gebruiken, dan heb je twee bibliotheken nodig om met een module te werken. Een daarvan is al opgenomen in de Arduino IDE - Wire. Een andere bibliotheek, LiquidCrystal I2C, moet apart worden gedownload en geïnstalleerd. Om de bibliotheek in Arduino te installeren, moet de inhoud van het gedownloade archief worden geüpload naar de hoofdmap van de bibliotheken. Een voorbeeld van een programmacode die I2C gebruikt:

#erbij betrekken #erbij betrekken LiquidCrystal_I2C lcd (0x27,16,2); // Stel de display leeg setup in () (lcd.init (); lcd.backlight (); // Zet de displayverlichting aan lcd..setCursor (8, 1); lcd.print ("LCD 1602"); ) void loop ( ) (// Zet de cursor op de tweede regel en een null character.lcd.setCursor (0, 1)); // Toon het aantal seconden sinds het begin van de Arduino lcd.print (millis () / 1000);)

Zoals je kunt zien, is de code bijna hetzelfde.

Hoe voeg je je eigen symbool toe?

Het probleem met deze displays is dat er geen ondersteuning is voor Cyrillisch en symbolen. U moet bijvoorbeeld een symbool in het display laden zodat het dit kan weerspiegelen. Hiervoor kunt u op het display maximaal 7 eigen symbolen maken. Presenteer een tafel:

Als 0 - er is niets, als 1 - is dit een gevuld gebied. In het bovenstaande voorbeeld ziet u de creatie van het smiley-smileysymbool. Met behulp van een voorbeeldprogramma in Arduino ziet het er als volgt uit:

#erbij betrekken #erbij betrekken // Voeg de vereiste bibliotheek toe // Bitmasker van het smile-symbool byte smile = (B00010, B00001, B11001, B00001, B11001, B00001, B00010,); LiquidCrystal-lcd (7, 6, 5, 4, 3, 2); // (RS, E, DB4, DB5, DB6, DB7) void setup () (lcd.begin (16, 2)); // Stel de schermgrootte in lcd.createChar (1, smile); // Maak tekennummer 1 lcd.setCursor (0, 0); // Zet de cursor aan het begin van regel 1 lcd.print ("\ 1"); // Geef de smiley weer (tekennummer 1) - "\ 1") void loop () ()

Zoals u kunt zien, is het bitmasker op dezelfde manier gemaakt als de tabel. Eenmaal gemaakt, kan het als een variabele naar het display worden uitgevoerd. Houd er rekening mee dat er slechts 7 tekens in het geheugen kunnen worden opgeslagen. In principe is dit voldoende. Bijvoorbeeld als u het graden-symbool wilt tonen.

Problemen waarbij het display mogelijk niet werkt

Er zijn momenten waarop het display niet werkt. Het gaat bijvoorbeeld aan, maar toont geen symbolen. Of gaat helemaal niet aan. Kijk eerst of je de pinnen goed hebt aangesloten. Als je de aansluiting van de lcd 1202 op de Arduino zonder I2C hebt gebruikt, kun je heel gemakkelijk in de draden verstrikt raken, waardoor het display defect kan raken. U moet er ook voor zorgen dat het contrast van het display wordt verhoogd, aangezien het bij minimaal contrast niet eens zichtbaar is of de LCD 1602 aan staat of niet. Mocht dit niet helpen, dan ligt het probleem wellicht in het solderen van de contacten, dit is bij gebruik van de I2C module. Een veel voorkomende reden dat het display mogelijk niet werkt, is de onjuiste instelling van het I2C-adres. Het feit is dat er veel fabrikanten zijn en dat ze een ander adres kunnen plaatsen, je moet het hier oplossen:

LiquidCrystal_I2C lcd (0x27,16,2);

Tussen haakjes ziet u twee waarden, 0x27 en 16.2 (16, 2 is de weergavegrootte en 0x27 is hetzelfde I2C-adres). In plaats van deze waarden kunt u proberen 0x37 of 0x3F in te voeren. Nou, een andere reden is gewoon een defect LCD 1602. Aangezien bijna alles voor de Arduino in China wordt gemaakt, kun je er niet 100% zeker van zijn dat het gekochte product geen defect is.

Voor- en nadelen van LCD 1602

Laten we eens kijken naar de voor- en nadelen van het LCD 1602-scherm.

• Prijs. Deze module kan tegen een volledig betaalbare prijs worden gekocht in Chinese winkels. De prijs is 200-300 roebel. Soms wordt het zelfs samen met een I2C-module verkocht.
• Eenvoudig aan te sluiten. Waarschijnlijk sluit niemand tegenwoordig een LCD 1602 aan zonder I2C. En met deze module heeft de verbinding slechts 4 contacten nodig, er zullen geen "spinnenwebben" van de draden zijn.
• Programmeren. Dankzij kant-en-klare bibliotheken is het eenvoudig om met deze module te werken, alle functies zijn al geschreven. En indien nodig duurt het maar een paar minuten om uw eigen symbool toe te voegen.

• Gedurende de tijd van gebruik door duizenden radioamateurs zijn er geen grote nadelen vastgesteld, alleen zijn er gevallen van het kopen van een huwelijk, aangezien voornamelijk Chinese versies van displays worden gebruikt.

Dit artikel ging over het aansluiten van de 1602 op een Arduino en presenteerde ook voorbeelden van programma's om met dit scherm te werken. Het is echt een van de beste in zijn categorie, het is niet alleen dat het door duizenden radioamateurs wordt gekozen voor hun projecten!