Жидкокристаллический дисплей (LCD) мод. 1602 (даташит) - отличный выбор для ваших проектов.
Первое, что радует - низкая цена. Второе - наличие готовых библиотек под Arduino. Третье - наличие нескольких модификаций, которые в том числе идут с различными подсветками (голубая, зеленая). В этой статье рассмотрим основы подключения данного дисплея к Arduino и приведем пример небольшого проекта для отображения уровня освещенности на дисплее с использованием фоторезистора.
Контакты и схема подключения LCD 1602 к Arduino
Контакты на этом дисплее пронумерованы от 1 до 16. Нанесены они на задней части платы. Как именно они подключаются к Arduino, показано в таблице ниже.
Табл. 1. Подключение контактов LCD 1620 к Arduino
Подключение 1602 к ArduinoЕсли дисплей 1602 питается от Arduino через 5-ти вольтовой USB-кабель и соответствующий пин, для контакта контраста дисплея (3-й коннектор – Contrast) можно использовать номинал 2 кОм. Для Back LED+ контакта можно использовать резистор на 100 Ом. Можно использовать и переменный резистор – потенциометр для настройки контраста вручную.
На основании таблицы 1 и схемы, приведенной ниже, подключите ваш жидкокристаллический дисплей к Arduino. Для подключения вам понадобится набор проводников. Желательно использовать разноцветные проводники, чтобы не запутаться.
Табл. 2. Предпочтительные цвета проводников
Схема подключения LCD дисплея 1602 к Arduino:
Базовый пример программы для работы LCD 1602 с Arduino
В примере используются 0, 1, 2, 3, 4, и 5 пины Arduino для подключения соответствующих пинов 4, 6, 11, 12, 13 и 14 с дисплея 1602 (смотри табл. 1). После этого в коде для Arduino мы инициализируем lcd() следующим образом:
LiquidCrystal lcd(0, 1, 2, 3, 4, 5);
Этот кусок кода объясняет Arduino, как именно подключен LCD дисплей.
Весь соурс файл проекта метеостанции, в которой используется дисплей LCD 1602 можно скачать по этой ссылке .
LCD 1602A, Arduino и датчик освещенности (фоторезистор)
В примере мы рассмотрим подключение модификации дисплея - 1602A и фоторезистора. В результате данного проекты мы сможем отображать на дисплее числовые значения, пропорциональные интенсивности освещения.
Данный пример будет хорошим стартом для начинающих разбираться с Arduino. Стоит обратить внимание, что у дисплея 1602 существуют различные модификации. Соответственно, расположение контактов на них могут несколько отличаться.
Необходимые материалы
- 1 Arduino UNO;
- 1 макетная плата (63 рельсы);
- 1 датчик освещенности (фоторезистор);
- 1 потенциометр на 50 кОм;
- 1 LCD дисплей 1602A;
- 1 резистор на 10кОм;
- 1 рельса коннекторов (на 16 пинов);
- 1 USB кабель.
LCD Дисплей 1602A
Дисплеи, как правило, продаются без распаянных коннекторов. То есть, паяльник в руках придется подержать. Вам понадобится 16 пинов. Запаивайте со стороны коротких ног, длинные оставляйте для дальнейшего подключения к плате или другим периферийным устройствам.
После распайки можете устанавливать дисплей на макетной плате. Желательно, на самой нижней дорожке, чтобы у вас осталась возможность соединять дисплей через дополнительные коннекторы с платой.
Подключение дисплея 1602A к Arduino
Первое что необходим о – запитать дисплей. Подключите два кабеля от +5 вольт и земли к соответствующим рядам плюс-минус на макетной плате.
Подключите: пин на 5 вольт (5V) с Arduino к одной из дорожек макетной платы.
Подключите: пин Земля (GND) Arduino к другой дорожек (макетной платы).
После этого подключаем питание экрана и его подсветку к дорожкам, на макетной плате, на которых у нас получается 5 вольт и минус.
Подключите: дорожку GND (минус) на макетной плате к 1 пину на LCD экране (он обозначен как VSS).
Подключите: дорожку 5 вольт (плюс) на макетной плате ко 2 пину на LCD экране (он обозначен как VDD).
Подключите: дорожку 5 вольт (плюс) на макетной плате к 15 пину на LCD экране (он обозначен как A).
Подключите: дорожку GND (минус) на макетной плате к 16 пину на LCD экране (он обозначен как K).
Подключаем нашу Arduino к персональному компьютеру через USB-кабель и вуаля! Экран должен включиться.
Следующий шаг – подключение потенциометра для регулировки контрастности дисплея. В большинстве гайдов, используется потенциометр на 10 кОм, но 50 кОм тоже подойдет. Из-за большего диапазона значений сопротивлений на выходе потенциометра, более точная настройка становится сложнее, но для нас в данном случае это не критично. Установите потенциометр на макетной плате и подключите три его пина.
Подключите: первый пин на потенциометре к минусу на макетке.
Подключите: средний пин потенциометра к 3 пину на дисплее (он обозначен как V0).
Подключите: третий пин на потенциометре к плюсу на макетке.
После подачи питания на плату через USB-кабель, на дисплее первый ряд должен заполниться прямоугольниками. Если вы их не увидели, немного проверните ручку потенциометра слева направо, чтобы отрегулировать контраст. В дальнейшем, когда мы будем отображать числовые значения на экране, вы сможете более точно отрегулировать контрастность. Если ваш дисплей выглядит примерно так, вы все делаете верно:
Продолжим. Теперь нам надо обеспечить обмен данными между Arduino и LCD дисплеем 1602A для отображения символов.
Для этого подключите 4 пин дисплея (RS) к 7 пину Arduino (желтый коннектор). 5 пин дисплея (RW) – к ряду пинов земля на макетке (черный кабель).
6 пин дисплея (E) – к 8 пину Arduino (ШИМ).
11 пин дисплея (D4) – к 9 пину Arduino (ШИМ).
12 пин дисплея (D5) – к 10 пину Arduino (ШИМ).
13 пин дисплея (D6) – к 11 пину Arduino (ШИМ).
14 пин дисплея (D7) – к 12 пину Arduino (ШИМ).
Программа для Arduino IDE – отображение надписи на дисплее 1602A
Представленный ниже кусок кода достаточно скопипастить в Arduino IDE и загрузить на плату:
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(7, 8, 9, 10, 11 , 12);
lcd.begin(16, 2);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.write("LIGHT: ");
После загрузки программы на плату, на дисплее во второй строке отобразится следующая надпись:
Своеобразный "hello world!" на LCD 1602A запущен. Я вас поздравляю.
Подключаем фоторезистор и заливаем всю программу в Arduino
Теперь подключим фоторезистор. Подключите три провода к свободным рельсам на макетной плате (условно пронумеруем их 1, 2, 3). Оставьте в рельсах немного места для самого датчика освещенности и резистора.
Рельсу GND с макетной платы подключаем к рельсе 1. A0 (аналоговый вход) с Arduino - к рельсе 2. 5 вольт с макетной платы - к рельсе 3.
Дальше подключаем наш датчик и резистор к подготовленным рельсам. Какие именно ноги идут к земле, а какие - к питанию для нашего датчика освещенности и резистора неважно (в отличие от, например, светодиода, в котором есть катод и анод). Так что тут не перепутаете.
Датчик освещенности подключаем к рельсе 1 и рельсе 2. Резистор – к рельсе 2 и к рельсе 3.
Теперь вернемся к нашей программе и добавим несколько строк в пустующее пока что тело функции loop():
int sensorValue = analogRead(A0);
lcd.setCursor(7,1);
lcd.print(sensorValue);
После заливки на Arduino окончательной версии нашей программы, на дисплее будут отображаться текущие значения уровня освещенности.
Жидкокристаллический дисплей (Liquid Crystal Display) сокращенно LCD построен на технологии жидких кристаллов. При проектировании электронные устройства, нам нужно недорогое устройство для отображения информации и второй не менее важный фактор наличии готовых библиотек для Arduino. Из всех доступных LCD дисплеев на рынке, наиболее часто используемой является LCD 1602A, который может отображать ASCII символа в 2 строки (16 знаков в 1 строке) каждый символ в виде матрицы 5х7 пикселей. В этой статье рассмотрим основы подключения дисплея к Arduino.
Технические параметры
Напряжение питания: 5 В
Размер дисплея: 2.6 дюйма
Тип дисплея: 2 строки по 16 символов
Цвет подсветки: синий
Цвет символов: белый
Габаритные: 80мм x 35мм x 11мм
Описание дисплея
LCD 1602A представляет собой электронный модуль основанный на драйвере HD44780 от Hitachi. LCD1602 имеет 16 контактов и может работать в 4-битном режиме (с использованием только 4 линии данных) или 8-битном режиме (с использованием всех 8 строк данных), так же можно использовать интерфейс I2C . В этой статье я расскажу о подключении в 4-битном режиме.
Назначение контактов:
VSS: «-» питание модуля
VDD: «+» питание модуля
VO: Вывод управления контрастом
RS: Выбор регистра
RW: Выбор режима записи или чтения (при подключении к земле, устанавливается режим записи)
E: Строб по спаду
DB0-DB3: Биты интерфейса
DB4-DB7: Биты интерфейса
A: «+» питание подсветки
K: «-» питание подсветки
На лицевой части модуля располагается LCD дисплей и группа контактов.
На задней части модуля расположено два чипа в «капельном» исполнении (ST7066U и ST7065S) и электрическая обвязка, рисовать принципиальную схему не вижу смысла, только расскажу о резисторе R8 (100 Ом), который служит ограничительным резистором для светодиодной подсветки, так что можно подключить 5В напрямую к контакту A. Немного попозже напишу статью в которой расскажу как можно менять подсветку LCD дисплея с помощью ШИП и транзистора.
Подключение LCD 1602A к Arduino (4-битном режиме)
Необходимые детали:
Arduino UNO R3 x 1 шт.
LCD-дисплей 1602A (2×16, 5V, Синий) x 1 шт.
Провод DuPont, 2,54 мм, 20 см, F-F (Female - Female) x 1 шт.
Потенциометр 10 кОм x 1 шт.
Разъем PLS-16 x 1 шт.
Макетная плата MB-102 x 1 шт.
Кабель USB 2.0 A-B x 1 шт.
Подключение
:
Для подключения будем использовать макетную плату, схема и таблица подключение LCD1602a к Arduino в 4-битном режиме можно посмотреть на рисунке ниже.
Подключение дисплея к макетной плате будет осуществляться через штыревые контакты PLS-16 (их необходимо припаять к дисплею). Установим модуль дисплея в плату breadboard и подключим питание VDD (2-й контакт) к 5В (Arduino) и VSS (1-й контакт) к GND (Arduino), далее RS (4-й контакт) подключаем к цифровому контакту 8 (Arduino). RW (5-й контакт) заземляем, подключив его к GND (Arduino), затем подключить вывод E к контакту 8 (Arduino). Для 4-разрядного подключения необходимо четыре контакта (DB4 до DB7). Подключаем контакты DB4 (11-й контакт), DB5 (12-й контакт), DB6 (13-й контакт) и DB7 (14-й контакт) с цифровыми выводами Arduino 4, 5, 6 и 7. Потенциометр 10K используется для регулировки контрастности дисплея, схема подключения LCD дисплея 1602а, показана ниже
Библиотека уже входит в среду разработки IDE Arduino и нет необходимости ее устанавливать. Скопируйте и вставьте этот пример кода в окно программы IDE Arduino и загрузите в контроллер.
/*
Тестирование производилось на Arduino IDE 1.6.11
Дата тестирования 20.09.2016г.
*/
#include
Тестирование производилось на Arduino IDE 1.6.11 Дата тестирования 20.09.2016г. #include LiquidCrystal lcd (8 , 9 , 4 , 5 , 6 , 7 ) ; void setup () lcd . begin (16 , 2 ) ; // Инициализирует LCD 16x2 void loop () lcd . print ("Hello, world" ) ; // Вывести текст lcd . print ("www.robotchip.ru" ) ; // Вывести текст |
Скачать программу
Немного о программе
.
Для облегчения связи между Arduino и LCD дисплеем, используется встроенный в библиотеке в IDE Arduino «
LiquidCrystal.h
« — которая написана для LCD дисплеев, использующих
HD44780
(Hitachi) чипсет (или совместимые микросхемы). Эта библиотека может обрабатывать как 4 — битном режиме и 8 — битном режиме подключение LCD.
Символьный дисплей LCD1602 с голубой подсветкой - жидкокристаллический дисплей (Liquid Crystal Display) экран которого способен отображать одновременно до 32 символов (16 столбцов, 02 строки). Подключение к осуществляется по синхронному 8-битному параллельному интерфейсу. Примеры работы с символьными дисплеями описаны в разделе .
Характеристики
- Тип выводимой информации: символьный.
- Язык в ПЗУ дисплея: латиница, японский.
- Возможность загрузки собственных символов: есть.
- Формат выводимой информации: 16×02 символов;
- Тип дисплея: LCD.
- Технология дисплея: STN.
- Угол обзора: 180°.
- Тип подсветки: LED.
- Цвет подсветки: синий.
- Цвет символов: белый.
- Контроллер: HD44780.
- Интерфейс: синхронный, 8-битный, параллельный.
- Напряжение питания 5 В.
- Рабочая температура: -20 ... +70 °С.
- Температура хранения -30 ... +80 °С.
- Габариты: 80x36 мм.
Подключение
Подключение дисплея LCD1602 по параллельному интерфейсу немного сложнее чем через по шине I2C, а также требуется дополнительный элемент - для регулировки контрастности.
Шина данных дисплея состоит из 8 линий (D0-D7), но если подключить только старшие 4 линии (D4-D7), как это показано на рисунке, это не снижает скорость работы дисплея. Для удобства мы подключили выводы D4-D7 дисплея к одноимённым выводам D4-D7 . Вы можете подключать выводы D0-D7, E и RS дисплея, к любым выводам , указав их в скетче при объявлении объекта библиотеки.
| №: | Дисплей: | Arduino: | Назначение: |
|---|---|---|---|
| 16 | K (LED-) | GND | Катод (минус) LED (светодиодной) подсветки. |
| 15 | A (LED+) | 5V | Анод (плюс) LED (светодиодной) подсветки. |
| 14...7 | D7 ...D0 (DB7...DB0) | Любые | Шина данных (Data Bus) состоящая из 8 линий. В приведённой схеме используются только старшие 4 линии, т.к. это не влияет на скорость работы дисплея. |
| 6 | E | Любой | Сигнал разрешения (Enable). |
| 5 | RW | GND | Выбор направления (Read / Write) передачи данных: «1» - чтение из дисплея / «0» - запись в дисплей. Вывод подключен к GND, т.к. данные только записываются в дисплей. |
| 4 | RS | Любой | Выбор регистра (Register Selection) получателя информации: «1» - регистр данных / «0» - регистр инструкций. |
| 3 | V0 (VEE) | Установка контрастности дисплея: 0 ... +5 В постоянного тока. | |
| 2 | VDD (VCC) | 5V | Питание логики дисплея: +5 В постоянного тока. |
| 1 | VSS (GND) | GND | Общий вывод питания (земля). |
Питание
Напряжение питания логики дисплея 5 В постоянного тока подаётся на выводы VDD (VCC) и VSS (GND) дисплея.
Напряжение питания подсветки 5 В постоянного тока подаётся на выводы A (Анод - Anode) и K (Катод - Cathode) дисплея.
Потенциал для установки контрастности 0 ... +5 В постоянного тока подаётся на вывод V0 дисплея.
Подробнее о дисплее
Символьный дисплей построен на базе ЖК дисплея типа STN (Super Twisted Nematic) под управлением контроллера HD44780 и имеет синхронный параллельный 8-битный интерфейс. Дисплей оснащён светодиодной подсветкой синего цвета и способен одновременно отображать до 32 символов (16 столбцов, 02 строки) от чего и произошло название дисплея: LCD1602. Контроллер HD44780 имеет ПЗУ в которой хранятся цифры, символы латиницы и некоторые иероглифы японского языка, для их отображения на дисплее. Отсутствующие символы, в т.ч. и символы кириллицы, можно загружать в память ОЗУ контроллера, для вывода на дисплей надписей на Русском языке или нестандартных символов (например «смайликов»).
Если к выводам дисплея подключить то можно преобразовать его синхронный 8-битный параллельный интерфейс в шину I2C (превратив дисплей из LCD1602 в
Иногда мы сталкиваемся с проблемой вывода различной информации из Arduino в окружающий мир. Зачастую, использование последовательного порта невозможно, неудобно и невыгодно.
Символьный дисплей является одним из самых простых и дешевых средств для вывода информации, потому что он имеет собственный микроконтроллер, в памяти которого хранятся закодированные символы. Такая система упрощает использование этих дисплеев, но в тоже время ограничивает их использование выводом только текстовой информации, в отличие от графических дисплеях.
В примере мы рассмотрим дисплей Winstar wh1602l1 – один из самых распространенных дисплеев на контроллере hd44780. Кроме того Вы можете подключать LCD 2004 и другие аналогичные.
Первые две цифры обозначают количество символов в строке, а вторые количество строк, таким образом, выбранный дисплей имеет 2 строки по 16 символов.
Данный способ подключения подразумевает занятие минимум 6 портов микроконтроллера Ардуино. В случае необходимости Вы можете подключить текстовый дисплей 1602 через I2C интерфейс (2 порта).
Из дополнительных элементов нам понадобиться переменный резистор, для управления контрастностью. В остальном все подключается по схеме, согласно даташиту и выбранных выходов Arduino в программе.
Выводы 15 и 16 на дисплее отвечают за подсветку, ее можно выключить или сделать автоматическую регулировку яркости при подключения фоторезистора к Arduino , как датчика яркости.
В нашем примере будем считывать данные из последовательного порта и выводить их на дисплей:
#include
Вы можете усложнить код и вывести часы реального времени DS1307 на Arduino на Ваш LCD1602.
Теперь по подробнее рассмотрим все функции в библиотеке LiquidCrystal:
Первое и самое главное, что с помощью этой библиотеки нельзя выводить русские буквы, даже если дисплей имеет в памяти эти символы. Эта проблема решается или другими библиотеками, или записью значений при помощи 16-ричного кода.
lcd.print(); - самая простая и часто используемая, используется для вывода информации.
lcd . clear (); - используется для очистки дисплея.
lcd.setCursor(x , y ); - ставит курсор на определенное место.
Х – изменение позиции в строке
Y – изменение строки
Например, lcd.setCursor(0, 0); это верхняя левая ячейка.
lcd.home(); - ставит курсор в позицию 0, 0
lcd.home(); = lcd.setCursor(0, 0);
lcd . scrollDisplayLeft (); - сдвиг влево
lcd . scrollDisplayRight (); - сдвиг вправо
Lcd.createChar(имя , массив ); - создание собственного знака.
Например знак градуса выглядит вот так:
Celc = {B00111, B00101, B00111, B00000, B00000, B00000, B00000, B00000 };
Приехал Arduino Nano, приехал кит, в котором макетка (бредборд), и LCD-дисплей. На дисплее на плате написано - 1602А, ниже - QAPASS. Начал ваять первое устройство, и конечно же, захотелось выводить информацию на дисплей, а не мигать светодиодами.
Гугл помог, рассказал, что это символьный дисплей; если не извращаться, то доступны скорее всего символы ASCII - цифры, латиница, что-то из базовых символов.
Запустить дисплей помогли следующие материалы: Driving a character type LCD from a PC printer port ; How to connect Arduino with a character LCD ; Pwm Servo Driver Motor Control PDF .
Дисплей достаточно распространенный, и для него уже понапридумывали шилдов - есть варианты с SPI вроде, и/или с I2C, и интернет полон рецептами для этих случаев. Но у меня был в наличии только оригинальный дисплей 16x2, и ардуинка, к которой хотелось его прицепить.
У дисплея есть режим работы и передачи данных полубайтами, по 4 бита, при этом младшие разряды шины не используются. Подключение только половины шины данных много где описано, и я не стал разбираться, как подключить дисплей и работать с ним по 8ми линиям. Меня вполне устроило, что и так работает.
Хорошее описание дисплеев данного типа я нашел тут - http://greathard.ucoz.com/44780_rus.pdf . А тут (http://arduino.ru/forum/programmirovanie/lcd-i2c-partizanit#comment-40748) - пример задания знакогенератора.
Подключение
У меня дисплей поставлялся с нераспаянными контактами. С начала хотел припаять шлейф, обрезал 16 проводов с дюпонами, зачистил. А потом покопался в ките, и нашел гребенку дюпонов для пайки на плату. Оттуда и отломал 16 контактов и припаял их.Выглядел (до пайки контактов) мой дисплей примерно так:
Сперва я подключил контакт 15 (A) на +5В, 16 (K) на землю, и убедился, что подсветка работает. Вообще, правильно подключать катод на землю через резистор 220Ом, что я потом и сделал.
Затем подключил землю (1) и питание (2). Arduino может питаться от USB, от стабилизированного напряжения 5В и от нестабилизированного 6-12В, автоматически выбирается наибольшее напряжение. Сейчас ардуинка запитана от USB, и я думал, где там вытащить 5 Вольт. Оказалось, что 5В есть на контакте ардуины, куда подключаются внешние стабилизированные 5В. Вернее, там оказалось 4.7В, но мне хватило.
После подключения питания, если всё хорошо, то верхний ряд загорается сплошными прямоугольниками знакомест.
Затем подключаем потенциометр контраста (пин 3 V0). Один из крайних выводов потенциометра бросаем на землю, второй - на +5В, средний - на пин 3 дисплея. Рекомендуется потенциометр 10К. У меня был 50К из кита, сначала я использовал его. Регулировка была только на одном краю, весьма тонко приходилось ловить нужный контраст. Затем в другом ките нашел аналогичный на 5К, и поставил его. Настройка растянулась от одного края до половины оборота. Видимо, можно и еще меньше взять потенциометр. 10К наверно рекомендуют, чтобы схема поменьше потребляла. Да, пришлось немного попаять, припаял к выводам потенциометров проводки с дюпонами.
Тестовый скетч
Тестовый скетч берем в примерах от Ардуино студии - "C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries\LiquidCrystal\ex amples\HelloWorld\HelloWorld.ino", только нужно поменять контакты на наши - LiquidCrystal lcd(7, 6, 5, 4, 3, 2);В принципе, в этом скетче есть и описание, что куда подключать. Можно подключить, как там указано, тогда менять вообще ничего не нужно.
// include the library code:
#include
Получается что-то вроде этого: 
Кстати, дисплей, который попал ко мне в руки, без подсветки не работает. В смысле, работает, но практически ничего не видно.
Контакты дисплея 1602A
| # контакта | Наименование | Как подключать |
|---|---|---|
| 1 | VSS | GND |
| 2 | VDD | +5V |
| 3 | V0 | Контраст - на средний вывод потенциометра |
| 4 | RS (Register select) | D7 Arduino |
| 5 | R/W (Read or write) | GND |
| 6 | E (Enable signal) | D6 Arduino |
| 7-14 | D0-D7 | D0-D3 - не подключены; D4-D7 - подключены к контактам D5-D2 Ардуино |
| 15 | A | Анод подсветки, подключается к +5В |
| 16 | K | Катод подсветки, подключается к земле через резистор 220Ом |