Как подружить плату Ардуино с символьным дисплеем? Довольно просто! Все ниже по порядку и с подробностями.
Если есть желание получать информацию от Ардуино без подключения к компьютеру и вывода на серийный порт, можно использовать символьный дисплей. Сделать это не так сложно. Полученное удобство от общения неоценимо.
Для работы я использовал символьный LCD-дисплей J204A на базе чипа HD44780, на eBay часто встречается как LCD2004. 4 строки по 20 символов, инвертированный. Куплен с кучей других на eBay, за сущие копейки, от 60 до 100 рублей за штуку. Русский язык не поддерживается по-умолчанию, но это решаемая проблема, об этом как нибудь в следующий раз. И еще коннекторы на схеме не распаяны, придется поработать паяльником.
Для работы с дисплеями используется библиотека LiquidCrystal.h
входящая в дефолтную постаку Arduino IDE.
А вот даташита по дисплею LCD2004 я не нашел, но зато в интернетах полным полно таблиц по дисплею . Но они практически не отличаются друг от друга. По управлению и подключению полностью идентичны. Отличие только в количестве строк/символов на дисплее. Но это абсолютно не повлияет если у вас 1602.
В таблице определены все контакты. Если взять дисплей и повернуть его к себе, то контакты будут расположены слева направо, соответственно в таблице идут по увеличению номера. В колонке контакты в скобках указано обозначение в даташите.
| # | Контакты | Для чего используется | Примечание |
| 1 | VSS (VSS) | GND. Земля. Питание микроконтроллера дисплея. | 0V |
| 2 | VDD (VCC) | Питающее напряжение для микроконтроллера дисплея. | +5V |
| 3 | V0 (VEE) | Контраст символов на дисплее. Подключать лучше через потенциометр. | от 0v до +5V |
| 4 | RS (RS) | Выбор регистра. | |
| 5 | RW (R/W) | Переключение режима чтения/записи. Утянем на землю, нам нужно только передавать информацию на дисплей. | 0-запись +5V-чтение |
| 6 | E | Тактирование | |
| 7 | D0 (DB0) | Данные | |
| 8 | D1 (DB1) | Передача данных. (Не будем использовать) | Данные |
| 9 | D2 (DB2) | Передача данных. (Не будем использовать) | Данные |
| 10 | D3 (DB3) | Передача данных. (Не будем использовать) | Данные |
| 11 | D4 (DB4) | Данные | |
| 12 | D5 (DB5) | Передача данных. (Задействуется) | Данные |
| 13 | D6 (DB6) | Передача данных. (Задействуется) | Данные |
| 14 | D7 (DB7) | Передача данных. (Задействуется) | Данные |
| 15 | A (LED+) | +5V Напряжение, подсветка дисплея, через потенциометр можно регулировать яркость дисплея. | +5V |
| 16 | K (LED-) | GND Земля, подсветка дисплея | 0V |
v
Передача данных к дисплею возможна в двух вариантах: по 8 и по 4 бит за такт. Т.к. Ардуино имеет мало контактов, мы будем использовать 4 — этого с лихвой хватает, чтоб обновлять информацию на дисплее с запредельной для восприятия скоростью.
Вот так все это дело у меня подключено. Возможно кажется что это хаос, но тут есть система. Можно выделить красные, зеленые, желтые и оранжевые провода. Красные всегда идут на +5V, зеленые — GND, а желтые и оранжевые — это провода для подключения к Ардуино, по которым идут данные. 
Самая важная часть — физическое подключение дисплея. По клику открывается в большом разрешении, где все хорошо видно.
R1 — Резистор 200OM. Сопротивление ограничивающее ток, проходящий через подсветку дисплея.
R2 — Потенциометр с сопротивлением до 10kOM. Кутим ручку, подбираем контраст символов.
И крайне простой скетч, для вывода на экран пары строк.
H> // Подключаем библиотеку для работы с дисплеем. /* Командой LiquidCrystal lcd(rs, enable, d4, d5, d6, d7); создаем переменную типа LiquidCrystal И определяем через какие контакты Ардуино рабоает с дисплеем. подробнее про эту команду тут http://arduino.cc/en/Reference/LiquidCrystalConstructor */ LiquidCrystal lcd(6, 7, 8, 9, 10, 11); void setup() { lcd.begin(20, 4); // определяем характеристики дисплея (20 Символов в строке, 4 строки) // Для дисплея 1602 надо указывать lcd.begin(16, 2); lcd.setCursor(1, 1); // Указываем с какой позиции начать выводить текст. строки и символы начинаются с 0!!! // 1 уже отодвинет каретку на одно деление от начала экрана и сдвинет текст на одну строку ниже lcd.print("compblog.vlukyanov"); // выводим текст начиная с указанной позиции. lcd.setCursor(7, 2); // выводим с 8го символа на экране в третьей строке. lcd.print(".com"); // текст для вывода. } void loop() { // в цикле ни чего больше не делаем все уже сделано во время инициализации платы. }
Результат. Если знать, как все это подключается и как написать код, то время на все работы 5 минут. 
Также дисплей может выполнять некоторые функции самостоятельно, а еще есть возможность задать некоторые параметры.
Например:
А теперь бонус!
Подсветка дисплея тратит энергию, которую, при питании от батареи, например, хотелось бы экономить. Я сделал для себя такой вариант — при нажатии на кнопку, включается подсветка дисплея на 5 секунд.
H> // Подключаем библиотеку для работы с дисплеем. int buttonInt = 0; // Номер прерывания, которое будет вызыватся. int screenLed = 4; // Номер пина к которому подключен экран. +5V volatile long x = 5000; // переменная для хранения времени LiquidCrystal lcd(6, 7, 8, 9, 10, 11); void setup() { attachInterrupt(buttonInt, screenon, FALLING); // параметры прерывания lcd.begin(20, 4); pinMode(screenLed, OUTPUT); digitalWrite(screenLed,HIGH); // включаем дисплей lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Start screenon test!"); } // Функция которая будет выполнятся при нажатии на кнопку. void screenon() { x = millis()+5000; // Запоминаем время, когда надо выключить подсветку. Текущее время работы +5 секунд. digitalWrite(screenLed,HIGH); // Подаем напряжение на подсветку дисплея. } void loop() { lcd.setCursor(0, 2); // переходим к третей строке lcd.print(x); // и выводим время когда дисплей выключится lcd.setCursor(0, 3); // переходим к четвертой строке lcd.print(millis()); // печатаем текущее время работы if (x < millis()) // если время работы выключения наступило > { digitalWrite(screenLed,LOW); // то гасим дисплей } }
И результат:
Дисплеи LCD 1602 размера, созданные на базе HD44780 контроллера, в наши дни всё ещё остаются одними из самых доступных, простых и востребованных, чтобы разрабатывать какие бы то ни было электронные устройства. Неудивительно, что их можно увидеть как в простых, собранных буквально на коленке агрегатах, так и в более серьезных промышленных, например автоматах для приготовления кофе. Именно с таким дисплеем и собираются наиболее популярные модули и шилды по тематике Arduino, например LCD I2C модуль и LCD Keypad Shield.
Данная статья подробно с изображениями рассказывает, как подключить LCD к Arduino и отобразить информацию.
Дисплеи 1602 имеют два различных исполнения :
Жёлтая подсветка с чёрными буквами
- либо (это бывает гораздо чаще) синяя подсветка с белыми.
Размерность дисплеев на HD44780 контроллере бывает самой разной, а управляются они одинаково. Наиболее распространённые из размерностей – 16 на 02 (то есть по 16 символов в двух строках) или 20 на 04. Сами же символы имеют разрешение в 5 на 8 точек.
Большая часть дисплеев не поддерживает кириллицу (за исключением дисплеев CTK-маркировки). Но такая проблема частично решаема, и далее статья подробно рассказывает, как это сделать.
На дисплее есть 16-PIN разъём для подключения. Выводы имеют маркировку с тыльной стороны платы , она следующая:
1 (VSS) – питание на минус для контроллера.
2 (VDD) – питание на плюс для контроллера.
3 (VO) – настройки управления контрастом.
4 (RS) – выбор для регистра.
5 (R/W) – чтение и запись, в частности, запись при соединении с землёй.
6 (E) – активация (enable).
7–10 (DB0-DB3) – младшие биты от восьмибитного интерфейса.
11–14 (DB4-DB7) – старшие биты от интерфейса
15 (A) – положительный анод на питание подсветки.
16 (K) – отрицательный катод на питание подсветки.
Перед тем как подключать дисплей и передавать на него информацию, стоит проверить его работоспособность. Сперва подайте напряжение на VSS и VDD контроллер, запитайте подсветку (A, K), далее настройте контрастность. Для таких настроек подойдёт потенциометр с 10 кОм, форма его не важна. На крайние ноги подают +5V и GND, а ножку по центру соединяют с VO выводом.
Когда на схему подаётся питание, нужно добиться необходимого контраста, если он настраивается неправильно, то и изображение на экране видно не будет. Чтобы настроить контраст, нужно «поиграть» с потенциометром. Когда схема будет собрана правильно и контраст настроен верно, верхняя строка на экране должна заполниться прямоугольниками.
Чтобы дисплей работал, применяется встроенная в Arduino IDE среду специальная библиотека LiquidCrystal.h, о которой я напишу ниже. Он может действовать в 8-битном и в 4-битном режиме. В первом варианте применяют лишь младшие и старшие биты (BB0-DB7), во втором – только младшие (BB4-DB7).
Но применение 8-битного режима в этом дисплее – неправильное решение, преимущества в скорости почти нет, поскольку частота обновления у него всегда меньше 10 раз за секунду. Чтобы выводился текст, надо присоединить выводы DB7, DB6, DB5, DB4, E и RS к выводам контроллера. Присоединять их допустимо к любым пинам Arduino, главное – задание верной последовательности в коде.
Если необходимого символа пока что нет в памяти контроллера, то можно его определить вручную (всего до семи символов). Ячейка в рассматриваемых дисплеях имеет расширение в пять на восемь точек. Задача создания символа в том, чтобы написать битовую маску и расставить единички в местах, где точки должны гореть, а нолики – где не должны.
Рассмотренная выше схема подключения не всегда хороша, т. к. на Arduino занимается минимум шесть цифровых выходов.
Изучим вариант, как обойти это и обойтись только двумя. Нужен добавочный модуль-конвертор для LCD в IIC/I2C. Как он припаивается к дисплею и присоединяется к Arduino, можно увидеть на изображениях ниже.
Но такой вариант подключения действует лишь со специальной библиотекой LiquidCrystal_I2C1602V1, которую, впрочем, нетрудно найти в Сети и установить, после чего можно без проблем им пользоваться.
Библиотеку LiquidCrystal.h можно скачать с официального ресурса - . Также вы можете скачать ниже по ссылкам:
После того, как вы скачали архив замените папку LiquidCrystal в папке с библиотеками вашего каталога установки Arduino.
Вы можете увидеть примерный скетч в Файл -> Примеры -> LiquidCrystal -> HelloWorld_SPI (File -> Examples -> LiquidCrystal -> HelloWorld_SPI).
На этом наш очередной урок завершен. Желаем вам качественных проектов!
Что является неотъемлемой частью большого количества электронных девайсов? Конечно, средства индикации и графического вывода данных. Пользователю всегда удобнее и приятнее когда результат работы «умной коробочки» можно увидеть визуально. Поэтому сегодня мы подключим к STM32 дисплей для вывода текста и цифр. Героем наших экспериментов станет довольно-таки популярный дисплей от Winstar’а. Вот кстати в комментариях появилось важное уточнение, что методика в принципе одинакова для всех дисплеев на базе HD44780. Спасибо JekaKey за важное дополнение)
Для начала дисплей надо собственно подключить к контроллеру. Скачиваем даташит и ищем распиновку WH1602. Вот смотрите:
Как вы уже поняли, дисплей WH1602 имеет 16 выводов. Рассмотрим каждый в отдельности…
Пины Vss, Vdd и K нужно подключать к земле и к питанию, то есть прямо так, как указано в таблице, тут без сюрпризов и даже нечего обсуждать)
Вывод под номером 3 служит для регулировки контрастности – если подадим туда +5В, то не увидим абсолютно ничего, а если закоротим вывод на землю, то будем любоваться двумя рядами черных квадратов 😉 Естественно, это нас не устраивает, поэтому туда надо повесить потенциометр (резистор с переменным сопротивлением) для регулировки контрастности. Самая лучшая видимость символов обеспечивается напряжением 0.5-0.7 В на этом выводе дисплея.
Пин RS – это уже вывод, которым мы сами будем управлять при помощи микроконтроллера. Низкий уровень напряжения (0) на этом выводе означает, что сейчас последует команда, высокий уровень (1) – значит сейчас будут данные для записи в память дисплея.
Пин R/W – тут понятно, либо мы читаем данные (флаг занятости дисплея, например), в этом случае на этом выводе 1, либо записываем команду/данные в дисплей, тогда тут у нас 0.
DB7 – DB0 – шина данных, и этим все сказано)
Пин E – так называемый Enable signal. Нужен он вот для чего. Чтобы работать с дисплеем – записывать данные или подавать команду – нам надо выдать на этот вывод положительный импульс. То есть, процедура будет выглядеть следующим образом:
На ножку A/Vee надо сунуть 4.2 В для питания подсветки дисплея.
Вот так вот происходит общение с дисплеем WH1602.
С подключением WH1602 разобрались, но прежде, чем переходить к примеру, рассмотрим какие вообще команды понимает наш дисплей. Для этого лезем в даташит и находим интересную таблицу:
Тут описаны все команды и сигналы, которые должны быть на соответствующих выводах WH1602 для каждой конкретной команды. Вот хотим мы например, очистить дисплей, смотрим в таблицу, и вот она нужная команда! Clear Display!
Подаем на выводы RS, R/W, DB7, DB6, DB5, DB4, DB3, DB2, DB1 нули, а на ножку DB0 – единицу. Готово, что дальше? Верно, единицу на пин E, затем ожидаем некоторое время и снова опускаем E в ноль. Все, дисплей очищен 😉 Только перед выполнением следующей команды необходимо выдержать паузу, указанную в даташите для каждой команды. Более эффективным будет опрос флага занятости, как только он сбросился в 0 – можно работать дальше. Для чтения этого флага тоже есть специальная команда, так что с этим все понятно) Идем дальше…
А, собственно, с теорией все, можно уже что-нибудь попробовать написать. Я для облегчения работы с дисплеем сделал небольшую библиотечку, сейчас посмотрим, как ее можно использовать. Для начала скачиваем
Получаем в свое распоряжение 2 файла, MT_WH1602.c и MT_WH1602.h. Отрываем второй, тут нам надо произвести выбор выводов и используемого контроллера.
Дисплей у меня, кстати, подключен так:
RS – PC2
R/W – PB10
E – PB14
DB7 – PD2
DB6 – PC12
DB5 – PA8
DB4 – PA10
DB3 – PA15
DB2 – PD11
DB1 – PA3
DB0 – PA5
Открываем файл MT_WH1602.h:
| #define PLATFORM (STM32F10x) |
Далее выбираем выводы микроконтроллера, к которым у нас подключен дисплей. Только сначала зададим, какие порты у нас задействованы. Вот при моем подключении у меня используются GPIOA, GPIOB, GPIOC и GPIOD, пишем:
Аналогично для других ножек микроконтроллера.
С настройкой покончили, продолжаем) Для вызова команд, приведенных в начале статьи в файле MT_WH1602.c содержатся следующие функции (названы они по названию команд, так что тут, думаю, все понятно):
| void MT_WH1602_ClearDisplay(void ) ; void MT_WH1602_ReturnHome(void ) ; void MT_WH1602_EntryModeSet (bool IDaddress, bool shift) ; void MT_WH1602_DisplayOnOff (bool Dbit, bool Cbit, bool Bbit) ; void MT_WH1602_CursorOrDisplayShift (bool SCbit, bool RLbit) ; void MT_WH1602_FunctionSet (bool DLbit, bool Nbit, bool Fbit) ; void MT_WH1602_SetCGRAMAddress (uint8_t address) ; void MT_WH1602_SetDDRAMAddress (uint8_t address) ; bool MT_WH1602_ReadBusy(void ) ; void MT_WH1602_WriteData(uint8_t data) ; |
Для некоторых команд нам нужно передать в функцию параметры, вот, например:
| void MT_WH1602_DisplayOnOff (bool Dbit, bool Cbit, bool Bbit) ; |
Смотрим в таблицу команд:
Видим, что командой Display ON/OFF не только включать/выключать дисплей, но также активировать/деактивировать курсор и мигание курсора. В даташите эти биты команды обозначены как D,C и B, их то мы и передаем в качестве параметров в функцию. Если нам нужно включить дисплей и курсор, но отключить мигание курсора, вызываем команду следующим образом:
MT_WH1602_DisplayOnOff(1, 1, 0);
В общем, все просто 😉
Короче, создаем новый проект, добавляем библиотеку для работы с дисплеем WH1602, создаем пустой.c файл и начинаем заполнять его кодом:
| // Подключаем файл библиотеки #include "MT_WH1602.h" /*******************************************************************/ int main(void ) { // Вызываем функцию инициализации, без этого никуда=) () ; // Теперь надо произвести начальную конфигурацию дисплея // Документация и интернет рекомендуют делать так;) MT_WH1602_FunctionSet(1 , 0 , 0 ) ; MT_WH1602_Delay(1000 ) ; MT_WH1602_FunctionSet(1 , 0 , 0 ) ; MT_WH1602_Delay(1000 ) ; MT_WH1602_FunctionSet(1 , 0 , 0 ) ; MT_WH1602_Delay(1000 ) ; MT_WH1602_FunctionSet(1 , 1 , 1 ) ; MT_WH1602_Delay(1000 ) ; MT_WH1602_DisplayOnOff(1 , 0 , 0 ) ; MT_WH1602_Delay(1000 ) ; MT_WH1602_ClearDisplay() ; MT_WH1602_Delay(2000 ) ; // Я тут значения задержки для примера взял первые пришедшие в голову) // Вообще нужно проверять флаг занятости дисплея // Давайте теперь выведем что-нибудь на дисплей, например название нашего сайта MT_WH1602_WriteData(0x6D ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; MT_WH1602_WriteData(0x69 ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; MT_WH1602_WriteData(0x63 ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; MT_WH1602_WriteData(0x72 ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; MT_WH1602_WriteData(0x6F ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; MT_WH1602_WriteData(0x74 ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; MT_WH1602_WriteData(0x65 ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; MT_WH1602_WriteData(0x63 ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; MT_WH1602_WriteData(0x68 ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; MT_WH1602_WriteData(0x6E ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; MT_WH1602_WriteData(0x69 ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; MT_WH1602_WriteData(0x63 ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; MT_WH1602_WriteData(0x73 ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; MT_WH1602_WriteData(0x2E ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; MT_WH1602_WriteData(0x72 ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; MT_WH1602_WriteData(0x75 ) ; MT_WH1602_Delay(100 ) ; while (1 ) { __NOP() ; } } /*******************************************************************/ |
Готово, проверяем)
Как видите, все работает правильно)
Кстати я как то упустил из виду вопрос о том, что же писать в дисплей, чтобы вывести тот или иной символ. Вот табличка из даташита:
Так вот, чтобы определить какое значение записать в память дисплея, нужно для конкретного символа взять числа, написанные сверху и слева в этой таблице. Например, символ “А”. Смотрим – этому символу соответствует колонка 0100 (0х4) и строка 0001 (0х1). Получается, что для вывода символа “А” нужно записать в дисплей значение 0х41.
Вот теперь вроде все =) Разобрались мы с подключением и работой дисплея WH1602, так что до скорого!
P.S. Я при работе с библиотекой не тестировал функцию чтения флага занятости, так что, если вдруг что-то будет работать не так, как надо, пишите, будем разбираться)
В этой инструкции показано, как подключать к Arduino и использовать LCD экраны на 16х2 и 20х4.
Эти экраны имеют встроенную подсветку на базе маломощного светодиода, работают от +5 В. Для подключения этих жидкокристаллических экранов понадобится 6 контактов. Можно использовать любые пины на вашем Arduino!
Инструкция написана на основании LCD экранов от компании Adafruit - blue&white 16x2, RGB 16x2 LCD, и blue&white 20x4, RGB 20x4. Если вы используете ЖК экран от другого производителя, нет 100% гарантии, что он сработает (хотя в 99% случаев все работает).
Существует огромное количество разных ЖК экранов. В этой статье мы рассмотрим символьные (character) LCD. Подобные экраны - отличный вариант для отображения текста. Можно настроить и отображение иконок, но размер этих иконок не должен превышать 7 пикселей (очень маленькие!).
На фото ниже показан пример работы LCD монитора на 16 символов с двумя строками:
Если вы присмотритесь повнимательнее, вы увидите маленькие прямоугольники, в которых отображаются символы. Каждый прямоугольник - это отдельная сетка пикселей. Для сравнения, ниже показан графический (graphical) LCD экран:
На графическом жидкокристаллическом дисплее одна большая сетка пикселей (в данном примере - 128х64). На нем можно отобразить текст, но лучше выводить изображения. Графические LCD обычно больше по размерам, на них больше контактов для подключения, использовать их несколько сложнее, чем текстовые.
В этой статье мы рассмотрим только текстовые/символьные экраны!
После того, как мы ограничили тип рассматриваемых экранов, рассмотрим, какие они бывают.
Несмотря на то, что они используются только для отображения текста, существуют разные модели и форм-факторы: в левом верхнем углу ЖК экран 20x4 с белым текстом на синем фоне, в правом верхнем - 16x4 с черным текстом на зеленом фоне, слева внизу - 16x2 с белым текстом на синем фоне и 16x1 с черным текстом на сером фоне.
Хорошая новость: все эти экраны взаимозаменяемы. Если вы настроили один из них, вы можете заменить его на другую модель. Скетч Arduino придется немного изменить, но подключение одинаковое!
В этой части мы используем LCD экраны с одной рельсой и 16 контактами для подключения (смотрите фото выше). Есть и LCD с 2 рельсами по 8 контактов для подключения (на рисунке ниже).
Подключить вторую модель к беспаечной монтажной плате сложнее.
Помимо LCD экрана вам понадобится дополнительная обвязка. Во-первых - потенциометр на 10 КОм. С помощью потенциометра мы будем настраивать контрастность дисплея. На каждом ЖК экране различные настройки контрастности, так что без регулировки не обойтись. Кроме того, вам понадобится рельса контактов 0.1".
Если рельса с контактами слишком длинная, лишние контакты модно просто отрезать!
Вам надо припаять контакты к ЖК дисплею.
При пайке будьте предельно осторожны, не повредите ваш Breadboard ! Можете сначала "прихватить" первый и 16 контакты, а потом уже припаять остальные.
Пояснения |
|
|---|---|
 |
Мы начинаем подбираться к интересным вещам! Установите ваш LCD на breadboard. |
 |
Макетную плату запитываем от нашего Arduino. Подключите +5V к красной рельсе, а Gnd - к синей. |
 |
После этого подключим подсветку нашего LCD экрана. Подключите контакт 16 к gnd, а пин 15 - к +5V. На большинстве ЖК экранов предусмотрены резисторы для подсветки. Если же на вашем модуле резисторов не оказалось, придется добавить один между 5V и пином 15. Для расчета номинала резисторов, уточните максимальный ток для питания подсветки и примерное значение падения напряжения из даташита. Отнимите значение падения напряжения от 5 В, после этого разделите на максимальную силу тока и округлите к ближайшему большему стандартному значению номинала резистора. Например, если падение напряжения составляет 3.5 В, а сила тока 16 мА, номинал резистора будет равен: (5 - 3.5)/0.016 = 93.75 Ом, или 100 Ом после округления к стандартному значению. Если вы не можете найти даташит, используйте резистор на 220 Ом. Правда, в этом случае подсветка может быть достаточно бледной. |
 |
Подключите ваш Arduino к питанию. Подсветка должна загореться. |
Кстати, на некоторых дешевых LCD экранах подсветка не предусмотрена!
Пояснения |
|
|---|---|
 |
Устанавливаем потенциометр. На фото он находится справа от пина 1. |
 |
Подключите одну сторону потенциометра к +5V, а вторую - к Gnd. Средний контакт потенциометра подключите к 3 пину на LCD. |
 |
Теперь подключаем логику нашего экрана - это отдельная от подсветки цепь! Пин 1 идет к Gnd, а пин 2 - к +5V. |
 |
Включите ваш Arduino. Если на LCD Мониторе предусмотрена подсветка, она должна загореться. Покрутите ручку потенциометра, чтобы увидеть первую прямоугольники пикселей на первой строке. |
Если все сработало, поздравляем. Это значит, что логика, подсветка и контраст работают! Если не получилось, не переходите к следующим шагам инструкции, пока не выясните, в чем ошибка!
От D0 до D7, RS, EN, и RW. D0-D7 - это контакты, на которых хранится значения, передаваемые на дисплей. Контакт RS сообщает контроллеру, будем ли мы отображать данные (например, ASCII символ) или это управляющий байт (например, смена положения курсора). Контакт EN - это сокращение от "enable" (доступно), с помощью этого контакта мы сообщаем LCD, когда данные готовы для считывания. Контакт RW используется для установки направления - мы хотим отобразить (обычно) или считать (используется реже) данные с дисплея.
Не все эти контакты надо подключать к Arduino. Например, использовать RW не надо, если мы только отображаем данные на экране, так что его достаточно "подтянуть" к контакту Gnd. Кроме того, можно обмениваться данными с LCD экраном, используя 4 контакта вместо 8. Вероятно, возникает закономерный вопрос, в каких случаях используют 8 контактов? Скорее всего, это влияет на скорость передачи данных. То есть, используя 8 контактов вместо 4, вы можете увеличить скорость обмена информацией в 2 раза. В данном случае, скорость не важна, так что мы используем 4 контакта для подключения LCD к Arduino.
Итак, нам понадобятся 6 контактов: RS, EN, D7, D6, D5, и D4.
Для работы с LCD экраном, будем использовать библиотеку LiquidCrystal library, которая значительно облегчает процесс настройки пинов. Одно из достоинств этой библиотеки: вы можете использовать любые пины на Arduino для подключения контактов ЖК дисплея. Так что по окончанию этого гайда вы сможете легко заменить контакты, если это критично для вашего проекта.
Пояснения |
|
|---|---|
 |
Как упоминалось выше, мы не будем использовать пин RW, так что "подтягиваем" его к земле. Это пин 5. |
 |
После подключаем RS - это пин #4. Мы используем коричневый провод для его подключения к цифровому контакту #7 на Arduino. |
 |
Белым проводом подключаем контакт EN - пин #6 к цифровому пину digital #8 на Arduino. |
 |
Подошла очередь к контактам data. DB7 - это пин #14 на LCD. Он подключается оранжевым проводом к пину #12 на Arduino. |
 |
Осталось три контакта data, DB6 (пин #13 желтый), DB5 (пин #12 зеленый) и DB4 (пин #11 синий). Они подключаются к пинам #11, 10 и 9 на Arduino соответственно. |
 |
В результате Подключения у вас получится что-то похожее на фото слева. |
Пришло время загрузить скетч на Arduino для управления LCD экраном. Библиотека LiquidCrystal library установлена в Arduino IDE по умолчанию. Так что нам достаточно загрузить один из примеров и немного подкорректировать в соответствии с теми пинами, которые мы использовали для подключения.
Откройте скетч File→Examples→LiquidCrystal→HelloWorld.
Обновляем информацию о пинах. Ищем следующую строку:
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
И меняем ее на:
Теперь можете компилировать и загружать скетч на Arduino.
Если надо, настройте контраст
Естественно, вы можете использовать ЖК дисплей с любыми размерами. Например, на фото ниже показана работа LCD 20x4.
Или черный текст на зеленом фоне:
Одно из достоинств экранов с черным текстом на зеленом фоне - возможность отключения подсветки.
Давайте разберемся, как ЖК экран обрабатывает длинные сообщения и задействует несколько строк. Например, если вы измените следующую строку:
lcd.print("hello, world!");
На следующую:
lcd.print("hello, world! this is a long long message");
LCD дисплей 16x2 обрежет все после 16-го символа:
Но LCD дисплей 20x4 перенесет не отображенные символы с первой строки на третью (вторая строка продолжится на четвертой). Не очень удобно, но на этом этапе придется смириться. Так что при отображении длинных строк, считайте символы, чтобы не превысить допустимую длину.
Эти экраны работают так же как и обычные, но для подсветки установлены три светодиода (красный, зеленый, синий), так что вы можете использовать разные цвета подсветки.
После подключения LCD и его проверки в соответствии с инструкциями выше, подключите светодиоды к ШИМ аналоговым пинам вашего Arduino для точной настройки цвета. Если вы используете Arduino Uno, у вас должно было остаться три свободных ШИМ контакта. подключите красный светодиод (16 контакт на LCD) к Digital 3, зеленый светодиод (контакт 17) - к Digital 5, а синий светодиод (18 контакт на LCD) - к digital 6. На LCD модуле уже предусмотрены резисторы, так что подключать дополнительные не надо.
Теперь загрузите приведенный ниже скетч на Arduino.
// включаем в скетч библиотеки:
#include
#include
#define REDLITE 3
#define GREENLITE 5
#define BLUELITE 6
// объявляем количество контактов, которые используем
// для передачи данных
LiquidCrystal lcd(7, 8, 9, 10, 11, 12);
// яркость можно изменять в диапазоне 0 -> 255
int brightness = 255;
// настраиваем количество столбцов и строк на LCD:
lcd.begin(16, 2);
// отображаем сообщение на LCD.
lcd.print("RGB 16x2 Display ");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" Multicolor LCD ");
pinMode(REDLITE, OUTPUT);
pinMode(GREENLITE, OUTPUT);
pinMode(BLUELITE, OUTPUT);
brightness = 100;
for (int i = 0; i < 255; i++) {
setBacklight(i, 0, 255-i);
for (int i = 0; i < 255; i++) {
setBacklight(255-i, i, 0);
for (int i = 0; i < 255; i++) {
setBacklight(0, 255-i, i);
void setBacklight(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b) {
// настраиваем красный светодиод - он ярче остальных!
r = map(r, 0, 255, 0, 100);
g = map(g, 0, 255, 0, 150);
r = map(r, 0, 255, 0, brightness);
g = map(g, 0, 255, 0, brightness);
b = map(b, 0, 255, 0, brightness);
// общий анод, так что инвертируем!
r = map(r, 0, 255, 255, 0);
g = map(g, 0, 255, 255, 0);
b = map(b, 0, 255, 255, 0);
Serial.print("R = "); Serial.print(r, DEC);
Serial.print(" G = "); Serial.print(g, DEC);
Serial.print(" B = "); Serial.println(b, DEC);
analogWrite(REDLITE, r);
analogWrite(GREENLITE, g);
analogWrite(BLUELITE, b);
Результат работы данного скетча приведен на видео ниже
Вероятно, вы захотите использовать специальные символы. Например, если вы разрабатываете проект с использованием датчика температуры (термопары), вам пригодится символ (°).
Реализовать это можно с помощью команды createChar. Кроме того, вам может пригодиться отличный веб-сайт, который выполнит за вас всю грязную работу по созданию новых символов !
Оставляйте Ваши комментарии, вопросы и делитесь личным опытом ниже. В дискуссии часто рождаются новые идеи и проекты!
За все время увлечения электроникой мне довелось пользоваться ЖКД от нескольких производителей - DataVision, WINSTAR, Uniworld Technology Corp
. Они отличались типом контроллера, количеством выводов и длинною строк, но при этом все имели одинаковую схему подключения, систему команд и обслуживались одной и той же программой со стороны микроконтроллера. Поэтому, хотя речь сейчас пойдет о дисплее WH0802A фирмы WINSTAR
, все ниже сказанное применимо к символьным ЖК-дисплеям и других фирм.
У некоторых дисплеев есть два дополнительных вывода – выводы подсветки +LED и –LED. Причем если выводы есть – это еще не означает что есть и подсветка. Как и наоборот. У моего дисплея подсветка есть, а выводов управления нет.
По умолчанию подсветка у дисплея WH0802A-YGH-CT отключена. Чтобы ее включить, нужно проделать парочку нехитрых манипуляций, а именно – установить две перемычки и впаять токоограничительный резистор (смотри на фотке RK, JF и RA соответственно).
Это типовая схема включения символьных LCD. Схему управления подсветкой дисплея мы задействовать не будем, но я ее на всякий случай нарисовал.
Подав питание на схему, нужно покрутить регулятор контраста (резистор R1). Если на экранчике появилась верхняя строка, значит, он живой и самое время приступать к написанию кода. На начальном этапе мы будем использовать 8-ми разрядную шину. Чтобы получить первые результаты, нам понадобится написать две функции – функцию записи данных и функцию записи команд. Отличаются они всего одной строчкой – когда записываются данные, сигнал RS должен быть 1, когда записывается команда, RS должен быть 0. Функции чтения мы пока использовать не будем, поэтому сигнал R/W будет всегда 0.
Цикл записи для 8-ми разрядной шины выглядит следующим образом:
1. Установить RS (0 - команда, 1 – данные)
2. Вывести значение байта данных на шину DB7…DB0
3. Установить E=1
4. Программная задержка 1
5. Установить E=0
6. Программная задержка 2
Контроллер символьного ЖК-дисплея, не обладает бесконечным быстродействием, поэтому между некоторыми операциями используются программные задержки. Первая нужна для удержания на некоторое время строб сигнала, вторая, для того чтобы контроллер успел записать данные или выполнить команду. Величины задержек всегда приводятся в описании на контроллер дисплея и нужно всегда выдерживать хотя бы их минимальное значение, в противном случае неизбежны сбои в работе контроллера.
Вообще у контроллера дисплея есть так называемый флаг занятости – BF. Если флаг в 1 – контроллер занят, если в 0 – свободен. Вместо второй программной задержки можно читать флаг занятости и проверять, когда контроллер дисплея освободится. Но поскольку мы хотим быстро получить первые результаты, с флагом занятости будем разбираться потом.
//порт к которому подключена шина данных ЖКД
#define
PORT_DATA PORTD
#define
PIN_DATA PIND
#define
DDRX_DATA DDRD
//порт к которому подключены управляющие выводы
#define
PORT_SIG PORTB
#define
PIN_SIG PINB
#define
DDRX_SIG DDRB
//номера выводов микроконтроллера
//к которым подключены управляющие выводы ЖКД
#define
RS 5
#define
RW 6
#define
EN 7
//макросы для работы с битами
#define
ClearBit(reg, bit) reg &= (~(1<<(bit)))
#define
SetBit(reg, bit) reg |= (1<<(bit))
#define
F_CPU 8000000
#define
_delay_us(us) __delay_cycles
((F_CPU / 1000000) * (us));
#define
_delay_ms(ms) __delay_cycles
((F_CPU / 1000) * (ms));
//функция записи команды
void
LcdWriteCom(unsigned char
data)
{
ClearBit(PORT_SIG, RS); // устанавливаем RS в 0
PORT_DATA = data; // выводим данные на шину
SetBit(PORT_SIG, EN); // устанавливаем Е в 1
_delay_us
(2);
ClearBit(PORT_SIG, EN); // устанавливаем Е в 0
_delay_us(40);
//функция записи данных
ClearBit(PORT_SIG, EN); // устанавливаем Е в 0
Delay_us(40);
}
int
main(void
)
{
while
(1);
return
0;
}
Здесь нет сложных мест, все должно быть понятно. Идем дальше.
Любой ЖК-дисплей перед использованием нужно инициализировать. Процесс инициализации обычно описан в datasheet`е на контроллер дисплея. Но даже если там и нет информации, последовательность, скорее всего, будет такая.
1. Подаем питание2. Ждем >40 мс
3. Подаем команду Function set
DL
– бит установки разрядности шины
0 – 4 разрядная шина, 1 – 8 разрядная шина
N
– бит установки количества строк дисплея
0 – однострочный режим, 1 – двухстрочный режим
F
– бит установки шрифта
0 – формат 5*8, 1 – формат 5*11
* - не важно что будет в этих битах
4. Подаем команду Display ON/OFF
D
– бит включения/выключения дисплея
0 – дисплей выключен, 1 – дисплей включен
C
– бит включения/выключения курсора
0 – курсор выключен, 1 – курсор включен
B
– бит включения мерцания
0 – мерцающий курсор включен, 1 – мерцающий курсор выключен
5. Подаем команду Clear Display
6. Ждем > 1,5 ms
7. Подаем команду Entry Mode Set
I/D
– порядок увеличения/уменьшения адреса DDRAM(ОЗУ данных дисплея)
0 – курсор движется влево, адрес уменьшается на 1, 1 – курсор движется вправо, адрес увеличивается на 1
SH
– порядок сдвига всего дисплея
0 – сдвига нет, 1 – сдвиг происходит согласно сигналу I/D – если он 0 – дисплей сдвигается вправо, 1 – дисплей сдвигается влево
Для нашего примера функция инициализации будет выглядеть так
