#34. ЖК-дисплей LCD 1602 и LCD 2004. Подключение к Arduino. Основы.
Символьные ЖК-дисплеи LCD 1602 и LCD 2004 достаточно часто используются в Arduino проектах, благодаря большому размеру и относительно небольшой стоимости. Кроме этого с данными дисплеями достаточно просто работать. Сегодня в Arduino уроке рассмотрим основы работы с ЖК-дисплеями LCD 1602 и LCD 2004. Подключим lcd 1602 к Ардуино. И рассмотрим пару примеров скетчей, которые позволят вывести текстовую информацию на LCD 1602 и 2004.
Описание и классификация LCD 1602 и LCD 2004.
LCD 1602 дисплей еще называют символьным. Это связано с тем, что ЖК-дисплей разбит на области точек. На каждую такую область можно вывести 1 символ. В связи с чем дисплей данного типа подразделяется по количеству строчек и символов в строке. Например, 2 строки и 16 символов в каждой строке, данное значение указывается в названии дисплея 1602. По аналогии 20 символов и 4 строки это LCD 2004. Также есть и другое разрешение дисплея 0802, но у меня, к сожалению, нет таких маленьких дисплеев и продемонстрировать их я вам не смогу. Но работа с ними ничем не отличается от старших братьев.
Также можно выделить разный тип подсветки. Существуют дисплеи: синий фон белые буквы, зелёный фон чёрные буквы, чёрный фон белые буквы и проч. Я буду использовать, с синим фоном и белыми буквами.
Для урока понадобится:
- Дисплей LCD 1602или LCD 2004
- Arduino UNO или Arduino NANO
- Соединительные провода
LCD 1602 и LCD 2004 подключение к Ардуино.
Существует несколько вариантов подключения LCD 1602 или LCD 2004 к Ардуино по 4-бит или 8-бит параллельному интерфейсу. При таком подключении у нас будет задействовано 6 или 10 контактов Arduino, что неприемлемо при использовании Arduino UNO, Arduino NANO и подобных отладочных плат, в которых не так и много пинов, которые можно использовать.
Схема подключения LCD 1602 к Arduino UNO.
Чтобы уменьшить количество проводов для подключения LCD 1602, используется плата PCF8574, которая позволяет подключить дисплей по I2C. Что уменьшает количество проводов до 2. Сегодня в уроке будем использовать подключение LCD 1602 и LCD 2004 к Arduino по I2C.
Схема подключения LCD 1602 к Arduino UNO по I2C с использованием PCF8574.
LCD 2004, LCD 1602 библиотека.
Для работы с дисплеем используется библиотека LiquidCrystal. Но в связи с тем, что мы будем использовать подключение LCD 1602 и LCD 2004 к Arduino по I2C. Библиотеку использовать будем другую LiquidCrystal_I2C. Которую можно скачать с GitHub. Или внизу статьи, в разделе «Файлы для скачивания».
После того как вы скачали архив с библиотекой. Заходим в Arduino IDE, открываем вкладку «Скетч -> Подключить библиотеку -> Добавить .ZIP библиотеку…»
В открывшемся окне выбираем скаченный архив. После чего вы увидите, что библиотека успешно установлена.
Сейчас можно посмотреть примеры, которые установились с библиотекой LiquidCrystal_I2C. Я же данные примеры немного изменю и подпишу, что означает каждая строка кода.
Описание библиотеки LiquidCrystal_I2C.
Перед тем как начать работать с дисплеем LCD 2004, LCD 1602 давайте рассмотрим библиотеку LiquidCrystal_I2C. Ниже приведены основные функции, которые необходимы для работы с дисплеем.
Пример кода вывода текста на LCD 1602 с использованием библиотеки LiquidCrystal.
Не смотря на то, что урок ориентирован на использование подключения дисплея по I2C. Рассмотрим пример подключения дисплея LCD 1602 подключённого по 4-битной параллельной шине. Для работы с дисплеем LCD2004 нужно изменить пятую строчку кода на lcd.begin(20, 4);
Пример вывода текста на LCD 2004, LCD 1602 с использованием библиотеки LiquidCrystal_I2C.
Не смотря на то, что в примере будем использовать подключение LCD 1602 по I2C и библиотеку LiquidCrystal_I2C. Код не сильно изменится. Для работы с дисплеем LCD2004 нужно изменить 3 строку на LiquidCrystal_I2C LCD (0x27,20,4);
Выводим время прошедшее после старта на дисплей LCD1602 подключённый по шине I2C.
Если дисплей LCD 2004, LCD 1602 не отображает текст.
После того как вы всё сделали, подключили дисплей. Загрузили код. На дисплее могут не отображаться символы. Что может быть не так:
- Если дисплей показывает чёрные прямоугольники или пустой экран – нужно отрегулировать яркость дисплея, это синий квадратный регулятор на задней стороне платы.
- Если кроме чёрных прямоугольников и пустого экрана ничего не видно – меняем адрес в программе. Их всего два: 0x27 и 0x3F.
- Если все равно не работает – проверяем подключение и повторяем сначала.
На этом урок про дисплеи LCD 2004, LCD 1602 заканчивается. В следующем уроке рассмотрим, какие символы есть в прошивке дисплея и как их вывести, а также создадим свои символы.
Появились вопросы или предложения, не стесняйся, пиши в комментарии!
Не забывайте подписываться на канал Youtube и вступайте в группы в Вконтакте и Facebook.
Всем Пока-Пока.
И до встречи в следующем уроке.
Понравилась статья? Поделитесь ею с друзьями:
Текстовый экран 16×2: инструкция, примеры использования и документация
Текстовый экран 16×2 пригодится для вывода показаний датчиков, отображения простых меню, подсказок и приветствий. 
Видеообзор
Примеры работы для Arduino
В качестве примера подключим дисплей к управляющей плате Arduino Uno.
Подключение к Arduino
Для упрощения работы с LCD-дисплеем используйте встроенную библиотеку Liquid Crystal. В ней вы найдёте примеры кода с подробными комментариями.
Вывод текста
Для вывода первой программы приветствия, воспользуйтесь кодом вроде этого:
Вывод текста: кириллица
Существует два способа вывода кириллицы на текстовые дисплеи:
Рассмотрим оба способа более подробно.
Таблица знакогенератора
Дисплейный модуль хранит в памяти две страницы знакогенератора, которые состоят из различных символов и букв.
Для вывода символа на дисплей необходимо передать его номер в шестнадцатеричной системе из таблицы знакогенератора.
Так букве Я соответствует код B1 в шестнадцатеричной системе. Чтобы передать на экран строку «Яndex», необходимо в явном виде с помощью последовательности \x## встроить в строку код символа:
Вы можете смешивать в одной строке обычные символы и явные коды как угодно. Единственный нюанс в том, что после того, как компилятор в строке видит последовательность \x , он считывает за ним все символы, которые могут являться разрядами шестнадцатеричной системы даже если их больше двух. Из-за этого нельзя использовать символы из диапазона 0-9 и A-F следом за двузначным кодом символа, иначе на дисплее отобразится неправильная информация. Чтобы обойти этот момент, можно использовать тот факт, что две записанные рядом строки склеиваются.
Сравните две строки кода для вывода надписи «Яeee»:
Используя полученную информацию выведем на дисплей сообщение «Привет, Амперка!»:
Переключение страниц знакогенератора
Дисплейный модуль хранит в памяти две страницы знакогенератора. По умолчанию установлена нулевая страница. Для переключения между страницами используйте методы:
Дисплей не может одновременно отображать символы разных страниц.
Рассмотрим пример, в котором одна и та же строка будет отображаться по-разному — в зависимости от выбранной страницы.
Полную таблицу символов с кодами можно найти в документации к экрану.
Использование библиотеки LiquidCrystalRus
Совсем не обязательно мучатся со знакогенератором, чтобы вывести русский символ. Для решения проблемы скачайте и установите библиотеку LiquidCrystalRus.
Это копия оригинальной библиотеки LiquidCrystal с добавлением русского языка. Добавленный в библиотеку код трансформирует русские символы UTF8 в правильные коды для текстового экрана.
В качестве примера выведем фразу «Привет от Амперки» на дисплей.
Примеры работы для Espruino
В качестве примера подключим дисплей к управляющей плате Iskra JS.
Подключение к Iskra JS
Для работы с LCD-дисплеем из среды Espruino существует библиотека HD44780.
Вывод текста
Для вывода программы приветствия, воспользуйтесь скриптом:
Кирилица
Вывод кирилицы на дисплей с помощью платформы Iskra JS доступен через встроенную в дисплей таблицу знакогенератора.
Таблица знакогенератора
Дисплейный модуль хранит в памяти две страницы знакогенератора, которые состоят из различных символов и букв.
Для вывода символа на дисплей необходимо передать его номер в шестнадцатеричной системе из таблицы знакогенератора.
Так букве Я соответствует код B1 в шестнадцатеричной системе. Чтобы передать на экран строку «Яndex», необходимо в явном виде с помощью последовательности \x## встроить в строку код символа:
Вы можете смешивать в одной строке обычные символы и явные коды как угодно. Единственный нюанс в том, что после того, как компилятор в строке видит последовательность \x , он считывает за ним все символы, которые могут являться разрядами шестнадцатеричной системы даже если их больше двух. Из-за этого нельзя использовать символы из диапазона 0–9 и A–F следом за двузначным кодом символа, иначе на дисплее отобразится неправильная информация. Чтобы обойти этот момент, можно использовать тот факт, что две строки записанные рядом склеиваются.
Сравните две строки кода для вывода надписи «Яeee»:
Используя полученную информацию выведем на дисплей сообщение «Привет, Амперка!»:
Переключение страниц знакогенератора
Дисплейный модуль хранит в памяти две страницы знакогенератора. По умолчанию установлена нулевая страница. Для переключения между страницами используйте методы:
Дисплей не может одновременно отображать символы разных страниц.
Рассмотрим пример, в котором одна и та же строка будет отображаться по-разному — в зависимости от выбранной страницы.
Полную таблицу символов с кодами можно найти в документации к экрану.
Элементы платы
Дисплей
Дисплей MT-16S2H умеет отображать все строчные и прописные буквы латиницы и кириллицы, а также типографские символы. Для любителей экзотики есть возможность создавать собственные иконки.
Экран выполнен на жидкокристаллической матрице, которая отображает 2 строки по 16 символов. Каждый символ состоит из отдельного знакоместа 5×8 пикселей.
Контроллер дисплея
Матрица индикатора подключена к встроенному чипу КБ1013ВГ6 с драйвером расширителя портов, которые выполняют роль посредника между экраном и микроконтроллером.
Контроллер КБ1013ВГ6 аналогичен популярным чипам зарубежных производителей HD44780 и KS0066, что означает совместимость со всеми программными библиотеками.
Контакты подключения
На плате дисплея выведено 16 контактов для подведения питания и взаимодействия с управляющей электроникой.
| Вывод | Обозначение | Описание |
|---|---|---|
| 1 | GND | Общий вывод (земля) |
| 2 | VCC | Напряжение питания (5 В) |
| 3 | VO | Управление контрастностью |
| 4 | RS | Выбор регистра |
| 5 | R/W | Выбор режима записи или чтения |
| 6 | E | Разрешение обращений к индикатору (а также строб данных) |
| 7 | DB0 | Шина данных (8-ми битный режим)(младший бит в 8-ми битном режиме) |
| 8 | DB1 | Шина данных (8-ми битный режим) |
| 9 | DB2 | Шина данных (8-ми битный режим) |
| 10 | DB3 | Шина данных (8-ми битный режим) |
| 11 | DB4 | Шина данных (8-ми и 4-х битные режимы)(младший бит в 4-х битном режиме) |
| 12 | DB5 | Шина данных (8-ми и 4-х битные режимы) |
| 13 | DB6 | Шина данных (8-ми и 4-х битные режимы) |
| 14 | DB7 | Шина данных (8-ми и 4-х битные режимы) |
| 15 | LED+ | Питания подсветки (+) |
| 16 | LED– | Питания подсветки (–) |
Обратите внимания, что физические контакты подсветки экрана 15 и 16 расположены не в порядком соотношении с другими пинами экрана.
Питание
Экран совместим со всеми контроллерами с логическим напряжением от 3,3 до 5 вольт. Но для питания самого индикатора (пин VCC) необходимо строго 5 вольт. Если в вашем проекте нет линии 5 вольт, обратите внимание на дисплей текстовый экран 16×2 / I²C / 3,3 В.
Интерфейс передачи данных
Дисплей может работать в двух режимах:
Использовать восьмибитный режим не целесообразно. Для его работы требуется на четыре дополнительные ноги, а выигрыша по скорости практически нет.