Основы робототехники

Как подключить LCD дисплей с I2C модулем к Arduino

Содержание

В статье будем подключать к Ардуино жидкокристаллический дисплей 1602 с I2C модулем FC-113, благодаря чему подключение будет осуществляться всего по 2 проводам данных + 2 проводам питания.

Инструкция по подключению ЖК дисплея к Arduino по интерфейсу I 2 C

Нам понадобится:

    или иная совместимая плата; (16 символов, 2 строки);

  • I2C адаптер FC-113 или аналогичный;
  • соединительные провода (рекомендую вот такой набор); (breadboard);
  • персональный компьютер со средой разработки Arduino IDE.

1 Описание FC-113 преобразователя последовательного интерфейса в параллельный

  • Модуль FC-113 сделан на базе микросхемы PCF8574T, которая представляет собой 8-битный сдвиговый регистр расширитель входов-выходов для последовательной шины I2C. На рисунке микросхема обозначена DD1.
  • R1 подстроечный резистор для регулировки контрастности ЖК дисплея.
  • Джампер J1 используется для включения подсветки дисплея.
  • Выводы 116 служат для подключения модуля к выводам LCD дисплея.
  • Контактные площадки А1А3 нужны для изменения адреса I2C устройства. Запаивая соответствующие перемычки, можно менять адрес устройства. В таблице приведено соответствие адресов и перемычек: "0" соответствует разрыву цепи, "1" установленной перемычке. По умолчанию все 3 перемычки разомкнуты и адрес устройства 0x27.

2 Схема подключения ЖК дисплея к Arduinoпо протоколу I2C

Подключение модуля к Arduino осуществляется стандартно для шины I2C: вывод SDA модуля подключается к аналоговому порту A4, вывод SCL к аналоговому порту A5 Ардуино. Питание модуля осуществляется напряжением +5 В от Arduino. Сам модуль соединяется выводами 116 с соответствующими выводами 116 на ЖК дисплее.

Схема подключения ЖК дисплея к Arduino по протоколу I2C Схема подключения ЖК дисплея к Arduino по протоколу I2C

3 Библиотека для работы по протоколу I2C

Теперь нужна библиотека для работы с LCD по интерфейсу I2C. Можно воспользоваться, например, вот этой (ссылка в строке "Download Sample code and library"). Библиотека для работы по протоколу I2C Библиотека для работы по протоколу I2C

Скачанный архив LiquidCrystal_I2Cv1-1.rar разархивируем в папку \libraries\, которая находится в директории Arduino IDE.

Библиотека поддерживает набор стандартных функций для LCD экранов:

Функция Назначение
LiquidCrystal() создаёт переменную типа LiquidCrystal и принимает параметры подключения дисплея (номера выводов);
begin() инициализация LCD дисплея, задание параметров (кол-во строк и символов);
clear() очистка экрана и возврат курсора в начальную позицию;
home() возврат курсора в начальную позицию;
setCursor() установка курсора на заданную позицию;
write() выводит символ на ЖК экран;
print() выводит текст на ЖК экран;
cursor() показывает курсор, т.е. подчёркивание под местом следующего символа;
noCursor() прячет курсор;
blink() мигание курсора;
noBlink() отмена мигания;
noDisplay() выключение дисплея с сохранением всей отображаемой информации;
display() включение дисплея с сохранением всей отображаемой информации;
scrollDisplayLeft() прокрутка содержимого дисплея на 1 позицию влево;
scrollDisplayRight() прокрутка содержимого дисплея на 1 позицию вправо;
autoscroll() включение автопрокрутки;
noAutoscroll() выключение автопрокрутки;
leftToRight() задаёт направление текста слева направо;
rightToLeft() направление текста справа налево;
createChar() создаёт пользовательский символ для LCD-экрана.

4 Скетч для вывода текста на LCD экран по шине I2C

Откроем образец: Файл Образцы LiquidCrystal_I2C CustomChars и немного его переделаем. Выведем сообщение, в конце которого будет находиться мигающий символ. В комментариях к коду прокомментированы все нюансы скетча.

Кстати, символы, записанные командой lcd.createChar();, остаются в памяти дисплея даже после выключения питания, т.к. записываются в ПЗУ дисплея 1602.

5 Создание собственных символов для ЖК дисплея

Немного подробнее рассмотрим вопрос создания собственных символов для ЖК экранов. Каждый символ на экране состоит из 35-ти точек: 5 в ширину и 7 в высоту (+1 резервная строка для подчёркивания). В строке 6 приведённого скетча мы задаём массив из 7-ми чисел: . Преобразуем 16-ричные числа в бинарные: . Эти числа не что иное, как битовые маски для каждой из 7-ми строк символа, где "0" обозначают светлую точку, а "1" тёмную. Например, символ сердца, заданный в виде битовой маски, будет выглядеть на экране так, как показано на рисунке.

Создание собственного символа для LCD экрана Создание собственного символа для LCD экрана

6 Управление ЖК экраном по шине I2C

Загрузим скетч в Arduino. На экране появится заданная нами надпись с мигающим курсором в конце.

Управление ЖК экраном с помощью Arduino по шине I2C Управление ЖК экраном с помощью Arduino по шине I2C

7 Что находится за шиной I2C

В качестве бонуса рассмотрим временную диаграмму вывода латинских символов "A", "B" и "С" на ЖК дисплей. Эти символы имеются в ПЗУ дисплея и выводятся на экран просто передачей дисплею их адреса. Диаграмма снята с выводов RS, RW, E, D4, D5, D6 и D7 дисплея, т.е. уже после преобразователя FC-113 I2C параллельная шина. Можно сказать, что мы погружаемся немного глубже в железо.

Временная диаграмма вывода латинских символов A, B и С на LCD дисплей 1602 Временная диаграмма вывода латинских символов A, B и С на LCD дисплей 1602

И ещё один пример. На этой временной диаграмме показан вывод символа Сердце на ЖК дисплей.

Временная диаграмма вывода символа Сердце из ПЗУ на ЖК дисплей 1602 Временная диаграмма вывода символа Сердце из ПЗУ на ЖК дисплей 1602


Источник: soltau.ru