Подключение lcd 1602 arduino nano. Подключение LCD к Ардуино плате. Операция чтения реализуется аналогично
В сегодняшнем уроке будет рассмотрена работа с символьным LCD дисплеем фирмы Winstar на контроллере HD44780. Следует сразу отметить, что аналогов данного дисплея великое множество и прошивка будет работать со всеми ними. Также была проверена работа данного кода с графическими и символьными OLED дисплеями.
Начнем, как и обычно, с постановки задачи. Необходимо подключить дисплей по 4х-битной шине к отладочной плате STM32F4 и вывести на него любой текст.
Итак, начнем с подключения. Существует два типа подключения подобных дисплеев: по 4х- и 8ми-битным шинам, при этом существенной разницы между ними нет, поэтому остановимся на первой, поскольку она требует меньшего количества проводников.
Схема подключения показана на рисунке ниже.
Следует отметить один очень важный момент: 1 вывод - "+5В" и 2 - "GND", на многих дисплеях поменяны местами, поэтому прежде чем подключить дисплей, прочитайте даташит. Неправильное подключение может привести к выходу дисплея из строя.
Собрать отладочную плату и дисплей в одно устройство можно разными способами. Можно просто распаять проводками, можно развести печатную плату-переходник, а можно собрать переходник на макетной плате, как показано на фото.
Теперь перейдем к прошивке. Выполним ее в виде отдельной библиотеки, чтобы в дальнейшем упростить подключение дисплея в других проектах - добавляете файл в проект и используете. Библиотеку назовем lcd.h. В библиотеке содержится следующий код:
//---Переопределяем порты для подключения дисплея, для удобства---// #define LCM_OUT GPIOB->ODR #define LCM_PIN_RS GPIO_Pin_0 // PB0 #define LCM_PIN_EN GPIO_Pin_1 // PB1 #define LCM_PIN_D7 GPIO_Pin_7 // PB7 #define LCM_PIN_D6 GPIO_Pin_6 // PB6 #define LCM_PIN_D5 GPIO_Pin_5 // PB5 #define LCM_PIN_D4 GPIO_Pin_4 // PB4 #define LCM_PIN_MASK ((LCM_PIN_RS | LCM_PIN_EN | LCM_PIN_D7 | LCM_PIN_D6 | LCM_PIN_D5 | LCM_PIN_D4)) GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //---Функция задержки---// void delay(int a) { int i = 0; int f = 0; while(f < a) { while(i<60) {i++;} f++; } } //---Нужная функция для работы с дисплеем, по сути "дергаем ножкой" EN---// void PulseLCD() { LCM_OUT &= ~LCM_PIN_EN; delay(220); LCM_OUT |= LCM_PIN_EN; delay(220); LCM_OUT &= (~LCM_PIN_EN); delay(220); } //---Отсылка байта в дисплей---// void SendByte(char ByteToSend, int IsData) { LCM_OUT &= (~LCM_PIN_MASK); LCM_OUT |= (ByteToSend & 0xF0); if (IsData == 1) LCM_OUT |= LCM_PIN_RS; else LCM_OUT &= ~LCM_PIN_RS; PulseLCD(); LCM_OUT &= (~LCM_PIN_MASK); LCM_OUT |= ((ByteToSend & 0x0F) << 4); if (IsData == 1) LCM_OUT |= LCM_PIN_RS; else LCM_OUT &= ~LCM_PIN_RS; PulseLCD(); } //---Установка позиции курсора---// void Cursor(char Row, char Col) { char address; if (Row == 0) address = 0; else address = 0x40; address |= Col; SendByte(0x80 | address, 0); } //---Очистка дисплея---// void ClearLCDScreen() { SendByte(0x01, 0); SendByte(0x02, 0); } //---Инициализация дисплея---// void InitializeLCD(void) { RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1| GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5| GPIO_Pin_6| GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); LCM_OUT &= ~(LCM_PIN_MASK); delay(32000); delay(32000); delay(32000); LCM_OUT &= ~LCM_PIN_RS; LCM_OUT &= ~LCM_PIN_EN; LCM_OUT = 0x20; PulseLCD(); SendByte(0x28, 0); SendByte(0x0E, 0); SendByte(0x06, 0); } //---Печать строки---// void PrintStr(char *Text) { char *c; c = Text; while ((c != 0) && (*c != 0)) { SendByte(*c, 1); c++; } }
Пройдемся по основным функциям библиотеки:
InitializeLCD() - инициализация дисплея, необходимо выполнять при старте программы.
InitializeLCD(); //Инициализация дисплея
ClearLCDScree n ( ) - очистка памяти дисплея.
ClearLCDScreen(); //Очистка памяти дисплея
Curso r (№ строки, № столбца) - установка позиции курсора, отсчет начинается с нулевой строки и нулевого столбца.
Cursor(0,2); //Установка курсора, 0-ая строка, 2-ой столбец
PrintStr(текст ) - написание строки на дисплее.
PrintStr("сайт");
SendByte( байт, режим) - если коротко, то эта функция отправляет байт в дисплей. Если параметр «режим» равен «1», то на дисплее появится символ, а если «0» - то байт будет принят дисплеем в режиме настройки. Например очистка дисплея, установка курсора или выбор типа курсора.
SendByte(0b00001100, 0); //Курсор выключен
С библиотекой закончили. Теперь пора запускать дисплей. Для этого в основном файле main.c надо написать следующий код:
#include "stm32f4xx.h" #include "stm32f4xx_gpio.h" #include "stm32f4xx_rcc.h" #include "lcd.h" int main(void) { InitializeLCD(); //Инициализация дисплея ClearLCDScreen(); //Очистка дисплея от мусора Cursor(0,2); //Установка курсора PrintStr("Specially for"); //Написание текста Cursor(1,4); PrintStr("сайт"); while(1) { } }
Д умаю по комментариям все понятно. Теперь остается скомпилировать код и прошить плату. Делаем рестарт и наслаждаемся написанным.
Все давно привыкли, что у каждого электронного устройства есть экран, с помощью которого оно дает человеку всякую полезную информацию. MP3-плеер показывает название играемого трека, пульт квадрокоптера отображает полетную телеметрию, даже стиральная машина выводит на дисплей время до конца стирки, а на смартфоне вообще размещается целый рабочий стол персонального компьютера!
Скорее всего, вашему очередному устройству тоже не помешает какой-нибудь небольшой дисплейчик 🙂 Попробуем сделать простые электронные часы! А в качестве табло используем распространенный и дешевый символьный жидкокристаллический дисплей 1602. Вот прямо такой, как на картинке:
Кроме 16х2, достаточно популярным считается символьный дисплей 20х4 (четыре строки по 20 символов), а также графический дисплей с разрешением 128х64 точек. Вот они на картинках:
1. Подключение символьного ЖК дисплея 1602
У дисплея 1602 есть 16 выводов. Обычно они нумеруются слева-направо, если смотреть на него так как на картинке. Иногда выводы подписываются, типа: DB0, DB1, EN и т.п. А иногда просто указывают номер вывода. В любом случае, список выводов всегда одинаковый: 1 — «GND», земля (минус питания); 2 — «Vcc», питание +5В; 3 — «VEE», контраст; 4 — «RS», выбор регистра; 5 — «R/W», направление передачи данных (запись/чтение); 6 — «EN», синхронизация; 7-14 — «DB0», «DB1», .., «DB7″- шина данных; 15 — анод подсветки (+5В); 16 — катод подсветки (земля). Линии VEE, RS и четыре линии данных DB4, DB5, DB6, DB7 подключаем к цифровым выводам контроллера. Линию «R/W» подключим к «земле» контроллера (так как нам потребуется только функция записи в память дисплея). Подсветку пока подключать не будем, с этим, я полагаю, вы сами легко разберетесь 🙂 Принципиальная схема подключения дисплея к Ардуино Уно
Внешний вид макета
На всякий случай еще и в виде таблички:
| ЖК дисплей 1602 | 1 | 2 | 4 | 6 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| Ардуино Уно | GND | +5V | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | +5V | GND |
2. Программируем «Hello, world!»
Для работы с ЖК дисплеями различных размеров и типов, в редакторе Arduino IDE имеется специальная библиотека LiquidCrystal . Чтобы подключить библиотеку, запишем первой строчкой нашей программы следующее выражение: #include3. Программируем часы
Теперь когда дисплей точно работает, попробуем превратить наше нехитрое устройство в настоящие электронные часы. Внимание! Для вывода времени нам потребуется библиотека «Time». Если она еще не установлена, то можно скачать архив по ссылке . Подключим ее: #include- year() — вернет нам год;
- month() — месяц;
- day() - день;
- hour() - час;
- minute() — вернет минуту;
- second() - секунду.
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 пины RS, R/W, DB7 – DB0 – нужные сигналы, соответствующие нашей команде.
- Подаем единицу на вывод E.
- Ждемс (по даташиту – не менее 150 нс)
- Подаем на вывод E низкий уровень (0).
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)
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 };
- 13.04.2015
Микросхема серии К1156ЕР5х представляет собой трехвыводной регулируемый прецизионный параллельный стабилизатор с высокой температурной стабильностью. Аналогом микросхемы К1156ЕР5х является микросхема TL431 фирм MOTOROLA, TEXAS INSTRUMENTS. Назначение выводов: 1- опорное напряжение 2- анод 3- катод ОСОБЕННОСТИ Опорное напряжение 2495 мВ ± 1%; Типовое значение изменения опорного напряжения 5 мВ в рабочем диапазоне температур; Типовое значение …
- 09.10.2014
Данный микрофонный усилитель подключается к звуковой карте ПК, он работает с двумя монофоническими микрофонами. Основа микрофонного усилителя малошумящие ОУ NE5532 NE5534. Правый левый каналы идентичны. Сигнал с микрофона запитанного через ФНЧ — R2 С1 С2, через разделительный конденсатор С3 поступает на первый каскад усиления. Усилитель на ОУ охвачен петлей нелинейной …
- 28.09.2014
В темное время суток иногда необходимо дополнительное освещения в автомобиле (для ремонта, регулировка двигателя и др), предложенная схема позволяет плавно регулировать осветительную 12В/2А лампу от 5% до 90% ее яркости при помощи ШИМ регулятора. Регулятор предназначен для автомобилей с отрицательной массой. Конструкция регулятора основана на микросхеме 40106 которая работает как …
- 12.03.2015
На рисунке показана схема простого многоуровневого индикатора воды. Индикатор имеет семь градаций. В схеме использована всего одна микросхема ULN2004 и несколько внешних элементов. В качестве зондов можно использовать медную или алюминиевую проволоку. Провод к которому подключен зонд должен быть экранированным. Используйте светодиоды разного цвета, для удобства восприятия уровня воды в емкости. …
