Програмування ки індикаторів i2c для Ардуіно. Підключення LCD екрана LCM1602 з I2C до Arduino

Кома пропущена. Правильно: "ПРИВІТ, МИР!" І цей девайс заточений не тільки для HD44780. Підтягує резистори ставляться з боку майстра. Згідно зі специфікацією, запис даних в контролер LCD йде по спаду Е. Звідси перша ж функція спрощується: void com (BYTE com) (com | \u003d 0x08; // підсвічування pcf8574_byte_out (com | 0x04, ADD); // Вивід даних pcf8574_byte_out (com , ADD); // Е в нуль) та й інші теж істотно менше можуть бути. Наприклад, void char_out (BYTE data) буде всього з двох викликів, і вже тим більше без додаткових змінних. Ініціалізація LCD виконана з порушеннями специфікації таймингов.

Олексій 02.08.15 19:11

Через відсутність коми, дисплей не постраждає. Цей девайc якраз заточений саме під дисплеї з таким, іншу подібну контролером. А ось саме мікросхема дійсно простий розширювач порту. З приводу Е я згоден. Додаткові змінні потрібні. Якщо передати функції аргумент з виконанням деяких дій з логікою, можуть виникнути глюки. Уже з таким стикався. Ініціалізація виконується без порушень тайменгі. У документації сказано, що між командами ставиться пауза 40 мкс. Через те що передача йде по шині i2c, а та в свою чергу програмна і повільна, то періоди виконуються з лишком. Якщо все ж Вам не лінь, то напишіть свій варіант і надішліть мені. Я його опублікую. Зрештою даний сайт призначений на любительську аудиторію і кожен хто хоче може висловити свою думку і бачення на життя МК.

Олексій 06.08.15 9:14

Додані тайменгі при ініціалізації дисплея за зауваженням шановного "Грамотного"

Дмитро 14.06.16 21:57

Привіт Алексей.Можно в генератор коду додати бібліотеку для роботи з PCF8574.

Олексій 14.06.16 22:32

Я подумаю.))

ruslan 21.12.16 19:54

Олексій 21.12.16 21:53

О так. Особливо код на Асмі. Ардуінщікі оцінять по повній)))

Пи.си.
Навіть якщо не дивитися на АСМ, то там прога написана під PIC контролер. Для AVRщіков це "дуже" корисна інформація? особливо початківцям))) Я нічого не маю проти PIC, але навіть АСМ у PIC і AVR різний. А з приводу подробиць роботи ЖК дисплея, то можна глянути))) Правда я її ще писав під CVAVR але все команди розібрані і розкладені по поличках. Але в будь-якому випадку вирішуйте самі де зрозуміліше написано))) Автор пише, читач вибирає.

GeK 04.01.17 12:52

"I2C адреса мікросхеми (за замовчуванням він дорівнює 0x4E"

Старші 4 біта адреси фіксовані,
префікс У PCF8574 дорівнює 0100, а у PCF8574A - 0111
Молодші 3 біта залежать від стану входів мікросхеми A2-A0. За замовчуванням всі 3 перемички розімкнені, відповідно адресу мікросхеми приймає значення 0111111.
// A2 A1 A0 PCF8574 PCF8574A
// 1 1 + 1 0x20 0x38
// 1 1 0 0x21 0x39
// 1 0 1 0x22 0x3A
// 1 0 0 0x23 0x3B
// 0 1 + 1 0x24 0x3C
// 0 1 0 0x25 0x3D
// 0 0 1 0x26 0x3E
// 0 0 0 0x27 0x3F

Олексій 04.01.17 14:27

Щось ви переплутали.
Виписка з документації на мікросхему

0b01001110 це 0x4E
Так що тут все вірно. А якщо потрібно змінити адресу, то всього лише потрібно його поміняти в дефайне.

Юрій 14.12.17 21:26

Доброго вам дня! А можна ще код функції lcdgotoxy і lcdclear для роботи з перехідником на PCF8574.

Олександр 20.05.18 18:14

Доброго вам дня! як ви виводите російський текст.

Олексій 20.05.18 23:04

Це вітчизняний дисплей від фірми МЕЛТ. У нього в пам'яті зашита кирилиця.

Олександр 21.05.18 4:55

Доброго вам дня! Я пиши як у вас в Проект для AtmelStudio 6.2 "YOPҐBET MҐP!" то виводить нормально
а якщо пиши "ПРИВІТ СВІТ!" виводить нісенітницю всяку. у мене два
варіанти дисплеїв у одного зашита кирилиця. другий китайський.

Олексій 21.05.18 9:22

Я б для початку написав би тестових програм. Перебір всієї пам'яті з виведенням на дисплей символів і їх адрес. А потім вже виеснять в чому проблема. Швидше за все таблиця символів не збігається з таблицею ascii.

Андрій 03.09.18 8:32

Доброго дня!

А схемку під Proteus не можете підкинути?

Андрій 03.09.18 10:22

Або в Proteuse ніхто не перевіряв?

Андрій 03.09.18 10:56

розібрався main_init

Павло 30.05.19 23:35

Цікава річ, адреса дисплея 0х4Е, а якщо той же дисплей підключити до ардуінке то адреса 0х27

Павло 31.05.19 11:04

Спасибі величезне за Вашу роботу! Перерив весь інтернет, жоден з наведених прикладів крім Вашого не запрацював. Єдине, в архіві проекту в функції ініціалізації дисплея не прописані затримки _delay_, і він відповідно не працює

Олексій 01.06.19 9:52

Ну це більше демонстраційний проект. По хорошому треба бібліотеку axlib переписувати, але з урахуванням того що STM32 і STM8 рухається семимильними кроками, сенсу в AVR вже немає взагалі.

Павло 05.06.19 12:57

У STM немає DIP корпусів, складніше робити друковані плати. Для моїх проектів можливостей AVR вистачає із запасом, на одній Atmega 8 дуже багато можна умістити

Олексій 05.06.19 15:20

Так, але скільки коштує Atmega8 і stm8s003)))

Дмитро 07.06.19 00:41

Здрастуй, Олексій.
Підкажи, будь ласка, як потрібно читати з pcf8574 стан порту?
Хочу зробити зовнішній блок, 8 GPIO по шині i2c - самє воно.

Дмитро 07.06.19 17:56

Сам собі відповім
Функція повертає байт - стан портів мікросхеми
uint8_t pcf8574_byte_rcv (uint8_t addr)
{
uint8_t ask \u003d ACK;
addr | \u003d 0b01; // READ
uint8_t data \u003d 0;
i2c_start ();
ask \u003d i2c_send_byte (addr);
if (! ask) data \u003d i2c_read_byte (NACK);
i2c_stop ();

Return data;
}

Павло 07.06.19 20:37

Скільки коштує, 150 рублів, за ціною релюшки в загальному), а як ви розводите плати під STM? Лут ненадійний, ЧПУ фрезер не впевнений що візьме (не пробував)

• Модуль FC-113 зроблений на базі мікросхеми PCF8574T, яка представляє собою 8-бітний зсувний регістр - «розширювач» входів-виходів для послідовної шини I2C. На малюнку мікросхема позначена DD1.
• R1 - підлаштування резистор для регулювання контрастності РК дисплея.
• Джампер J1 використовується для включення підсвічування дисплея.
• Висновки 1 ... 16 служать для підключення модуля до висновків LCD дисплея.
• Контактні майданчики А1 ... А3 потрібні для зміни адреси I2C пристрою. Запаюючи відповідні перемички, можна змінювати адресу пристрою. У таблиці наведено відповідність адрес і перемичок: "0" відповідає розриву ланцюга, "1" - встановленої перемичці. За замовчуванням всі 3 перемички розімкнені і адреса пристрою 0x27.

2 Схема підключення ЖК дисплея до Arduinoпо протоколу I2C

Підключення модуля до Arduino здійснюється стандартно для шини I2C: висновок SDA модуля підключається до аналогового порту A4, висновок SCL - до аналогового порту A5 Ардуіно. Харчування модуля здійснюється напругою +5 В від Arduino. Сам модуль з'єднується висновками 1 ... 16 з відповідними висновками 1 ... 16 на ЖК дисплеї.

3 Бібліотека для роботипо протоколу I2C

Тепер потрібна бібліотека для роботи з LCD по інтерфейсу I2C. Можна скористатися, наприклад, ось цієї (посилання в рядку "Download Sample code and library").

скачаний архів LiquidCrystal_I2Cv1-1.rar разархивируем в папку \\ Libraries \\, Яка знаходиться в директорії Arduino IDE.

Бібліотека підтримує набір стандартних функцій для LCD екранів:

4 Скетч для виведення текстуна LCD екран по шині I2C

Відкриємо зразок: Файл Зразки LiquidCrystal_I2C CustomChars і трохи його переробимо. Виведемо повідомлення, в кінці якого буде знаходитися миготливий символ. У коментарях до коду прокоментовані всі нюанси скетчу.

#include // підключаємо бібліотеку Wire #include // підключаємо бібліотеку РКІ #define printByte (args) write (args); // uint8_t heart \u003d (0x0,0xa, 0x1f, 0x1f, 0xe, 0x4,0x0); // бітова маска символу «серце» LiquidCrystal_I2C lcd (0x27, 16, 2); // Задаємо адресу 0x27 для LCD дисплея 16x2 void setup () ( lcd.init (); // ініціалізація ЖК дисплея lcd.backlight (); // включення підсвічування дисплея lcd.createChar (3, heart); // створюємо символ «серце» в 3 осередку пам'яті lcd.home (); // ставимо курсор в лівий верхній кут, в позицію (0,0) lcd.! "); // друкуємо рядок тексту lcd.setCursor (0, 1); // переклад курсору на рядок 2, символ 1 lcd.print ( "i"); // друкуємо повідомлення на рядку 2 lcd.printByte (3); // друкуємо символ «серце», що знаходиться в 3-ій осередку lcd.print ( "Arduino"); } void loop () ( // миготіння останнього символу lcd.setCursor (13, 1); // переклад курсору на рядок 2, символ 1 lcd.print ( "\\ t"); delay (500); lcd.setCursor (13, 1); // переклад курсору на рядок 2, символ 1 lcd.print ( ""); delay (500); }

До речі, символи, записані командою lcd.createChar ();, Залишаються в пам'яті дисплея навіть після вимкнення живлення, тому що записуються в ПЗУ дисплея +1602.

5 Створення власних символівдля ЖК дисплея

Трохи докладніше розглянемо питання створення власних символів для ЖК екранів. Кожен символ на екрані складається з 35-ти точок: 5 в ширину і 7 у висоту (+1 резервна рядок для підкреслення). У рядку 6 наведеного скетчу ми задаємо масив з 7-ми чисел: (0x0, 0xa, 0x1f, 0x1f, 0xe, 0x4, 0x0). Перетворимо 16-ковий числа в бінарні: {00000, 01010, 11111, 11111, 01110, 00100, 00000} . Ці числа - не що інше, як бітові маски для кожної з 7-ми рядків символу, де "0" позначають світлу точку, а "1" - темну. Наприклад, символ серця, заданий у вигляді бітової маски, буде виглядати на екрані так, як показано на малюнку.

6 Управління ЖК екраномпо шині I2C

Завантажимо скетч в Arduino. На екрані з'явиться задана нами напис з миготливим курсором в кінці.

7 Що знаходиться «за»шиною I2C

Як бонус розглянемо тимчасову діаграму виведення латинських символів "A", "B" і "С" на РК дисплей. Ці символи є в ПЗУ дисплея і виводяться на екран просто передачею дисплею їх адреси. Діаграма знята з висновків RS, RW, E, D4, D5, D6 і D7 дисплея, тобто вже після перетворювача FC-113 «I2C паралельна шина». Можна сказати, що ми занурюємося трохи «глибше» в «залізо».

На діаграмі видно, що символи, які є в ПЗУ дисплея (див. Стор.11 даташіта, посилання нижче), передаються двома напівбайтами, перший з яких визначає номер стовпця таблиці, а другий - номер рядка. При цьому дані «замикаються» по фронту сигналу на лінії E (Enable), а лінія RS (Register select, вибір регістру) знаходиться в стані логічної одиниці, що означає передачу даних. Низький стан лінії RS означає передачу інструкцій, що ми і бачимо перед передачею кожного символу. В даному випадку передається код інструкції повернення каретки на позицію (0, 0) ЖК дисплея, про що також можна дізнатися, вивчивши технічний опис дисплея.

І ще один приклад. На цій тимчасовій діаграмі показаний висновок символу «Серце» на РК дисплей.

Знову, перші два імпульсу Enable відповідають інструкції Home () (0000 0010 2) - повернення каретки на позицію (0; 0), а другі два - висновок на ЖК дисплей зберігається в комірці пам'яті 3 10 (0000 0011 2) символ «Серце» (інструкція lcd.createChar (3, heart); скетчу).

LCD дисплей - частий гість в проектах Ардуіно. Але в складних схемах у нас може виникнути проблема нестачі портів Arduino через необхідність підключити екран, у якого дуже дуже багато контактів. Виходом у цій ситуації може стати I2C / IIC перехідник, який підключає практично стандартний для Arduino екран 1602 до платам Uno, Nano або Mega всього лише за допомогою 4 пинов. У цій статті ми подивимося, як можна підключити LCD екран з інтерфейсом I2C, які можна використовувати бібліотеки, напишемо короткий скетч-приклад і розберемо типові помилки.

Рідкокристалічний дисплей (Liquid Crystal Display) LCD 1602 є хорошим вибором для виведення рядків символів в різних проектах. Він коштує недорого, є різні модифікації з різними кольорами підсвічування, ви можете легко завантажити готові бібліотеки для скетчів Ардуіно. Але найголовнішим недоліком цього екрану є той факт, що дисплей має 16 цифрових висновків, з яких обов'язковими є мінімум 6. Тому використання цього LCD екрана без i2c додає серйозні обмеження для плат Arduino Uno або Nano. Якщо контактів не вистачає, то вам доведеться купувати плату Arduino Mega або ж заощадити контакти, в тому числі за рахунок підключення дисплея через i2c.

Короткий опис пинов LCD 1602

Давайте подивимося на висновки LCD1602 уважніше:

Кожен з висновків має своє призначення:

1. Земля GND;
2. Харчування 5 В;
3. Установка контрастності монітора;
4. Команда, дані;
5. Записування та читання даних;
6. Enable;

7-14. Лінії даних;

1. Плюс підсвічування;
2. Мінус підсвічування.

Технічні характеристики дисплея:

• Символьний тип відображення, є можливість завантаження символів;
• Світлодіодна підсвітка;
• Контролер HD44780;
• Напруга живлення 5В;
• Формат 16х2 символів;
• Діапазон робочих температур від -20С до + 70С, діапазон температур зберігання від-30С до +80 С;
• Кут огляду 180 градусів.

Схема підключення LCD до плати Ардуіно без i2C

Стандартна схема приєднання монітора безпосередньо до мікроконтролера Ардуіно без I2C виглядає наступним чином.

Через велику кількість підключаються контактів може не вистачити місця для приєднання потрібних елементів. Використання I2C зменшує кількість проводів до 4, а зайнятих пинов до 2.

Де купити LCD екрани і Шілд для Ардуіно

LCD екран 1602 (і варіант 2004) досить популярний, тому ви без проблем зможете знайти його як в вітчизняних інтернет-магазинах, так і на зарубіжних майданчиках. Наведемо кілька посилань на найбільш доступні варіанти:

Модуль LCD1602 + I2C з синім екраном, сумісний з Arduino	Простий дисплей LCD1602 (зелене підсвічування) дешевше 80 рублів	Великий екран LCD2004 з I2C HD44780 для Ардуіно (синя і зелена підсвітка)
Дисплей 1602 з IIC адаптером і синім підсвічуванням	Ще один варіант LCD1602 зі впаяним I2C модулем	Модуль адаптера Port IIC / I2C / TWI / SPI для екрану 1602, сумісний з Ардуіно
Дисплей з RGB-підсвічуванням! LCD 16 × 2 + keypad + Buzzer Shield for Arduino	Шілд для Ардуіно з кнопками і екраном LCD1602 LCD 1602	LCD дисплей для 3D принтера (Smart Controller for RAMPS 1.4, Text LCD 20 × 4), модулем кардридера SD і MicroSD-

Опис протоколу I2C

Перш ніж обговорювати підключення дисплея до Ардуіно через i2c-перехідник, давайте коротко поговоримо про самому протоколі i2C.

I2C / IIC(Inter-Integrated Circuit) - це протокол, що спочатку створювався для зв'язку інтегральних мікросхем всередині електронного пристрою. Розробка належить фірмі Philips. В основі i2c протоколу є використання 8-бітної шини, яка потрібна для зв'язку блоків в керуючої електроніці, і системі адресації, завдяки якій можна спілкуватися по одним і тим же дротах з декількома пристроями. Ми просто передаємо дані то одного, то іншого пристрою, додаючи до пакетів даних ідентифікатор потрібного елемента.

Найпростіша схема I2C може містити одне провідне пристрій (найчастіше це мікроконтролер Ардуіно) і кілька ведених (наприклад, дисплей LCD). Кожен пристрій має адресу в діапазоні від 7 до 127. Двох пристроїв з однаковою адресою в одній схемі бути не повинно.

Плата Arduino підтримує i2c на апаратному рівні. Ви можете використовувати Піни A4 і A5 для підключення пристроїв з даного протоколу.

В роботі I2C можна виділити кілька переваг:

• Для роботи потрібно всього 2 лінії - SDA (лінія даних) і SCL (лінія синхронізації).
• Підключення великої кількості провідних приладів.
• Зменшення часу розробки.
• Для управління всім набором пристроїв потрібно тільки один мікроконтролер.
• Можливе число підключаються мікросхем до однієї шині обмежується тільки граничної ємністю.
• Високий ступінь збереження даних через спеціального фільтра переважної сплески, вбудованого в схеми.
• Проста процедура діагностики виникають збоїв, швидка налагодження несправностей.
• Шина вже інтегрована в саму Arduino, тому не потрібно розробляти додатково шинний інтерфейс.

недоліки:

• Існує ємнісне обмеження на лінії - 400 пФ.
• Важке програмування контролера I2C, якщо на шині є кілька різних пристроїв.
• При великій кількості пристроїв виникає труднощі локалізації збою, якщо одне з них помилково встановлює стан низького рівня.

Модуль i2c для LCD 1602 Arduino

Найшвидший і зручний спосіб використання i2c дисплея в Ардуіно - це покупка готового екрану з вбудованою підтримкою протоколу. Але таких екранів не дуже багато істо вони не дешево. А ось різноманітних стандартних екранів випущено вже величезна кількість. Тому найдоступнішим і популярним сьогодні варіантом є покупка і використання окремого I2C модуля - перехідника, який виглядає ось так:

З одного боку модуля ми бачимо висновки i2c - земля, харчування і 2 для передачі даних. З іншого перехідника бачимо роз'єми зовнішнього живлення. І, природно, на платі є безліч ніжок, за допомогою яких модуль припаивается до стандартних висновків екрану.

Для підключення до плати Ардуіно використовуються i2c виходи. Якщо потрібно, підключаємо до зовнішнього джерела живлення для підсвітки. За допомогою вбудованого підлаштування резистора ми можемо налаштувати установлювані значення контрастності J

На ринку можна зустріти LCD 1602 модулі з уже припаяними перехідниками, їх використання максимально упощено. Якщо ви купили окремий перехідник, потрібно буде попередньо припаяти його до модуля.

Підключення ЖК екрану до Ардуіно по I2C

Для підключення необхідні сама плата Ардуіно, дисплей, макетна плата, з'єднувальні дроти і потенціометр.

Якщо ви використовуєте спеціальний окремий i2c перехідник, то потрібно спочатку припаяти його до модуля екрану. Помилитися там важко, можете керуватися такою схемою.

Рідкокристалічний монітор з підтримкою i2c підключається до плати за допомогою чотирьох проводів - два дроти для даних, два дроти для живлення.

• Висновок GND підключається до GND на платі.
• Висновок VCC - на 5V.
• SCL підключається до піну A5.
• SDA підключається до піну A.

І це все! Ніяких павутини проводів, в яких дуже легко заплутатися. При цьому всю складність реалізації i2C протоколу ми можемо просто довірити бібліотекам.

Бібліотеки для роботи з i2c LCD дисплеєм

Для взаємодія Arduino c LCD 1 602 по шині I2C вам будуть потрібні як мінімум дві бібліотеки:

• Бібліотека Wire.h для роботи з I2C вже є в стандартній програмі Arduino IDE.
• Бібліотека LiquidCrystal_I2C.h, яка включає в себе велику різноманітність команд для управління монітором по шині I2C і дозволяє зробити скетч простіше і коротше. Потрібно додатково встановити бібліотеку Після підключення дисплея потрібно додатково встановити бібліотеку LiquidCrystal_I2C.h

Після підключення до скетчу всіх необхідних бібліотек ми створюємо об'єкт і можемо використовувати всі його функції. Для тестування давайте завантажимо наступний стандартний скетч з прикладу.

#include #include // Підключення бібліотеки // # include // Підключення альтернативної бібліотеки LiquidCrystal_I2C lcd (0x27,16,2); // Вказуємо I2C адреса (найбільш поширене значення), а також параметри екрану (в разі LCD 1602 - 2 рядки по 16 символів в кожній // LiquidCrystal_PCF8574 lcd (0x27); // Варіант для бібліотеки PCF8574 void setup () (lcd.init (); // Ініціалізація дисплея lcd.backlight (); // Підключення підсвічування lcd.setCursor (0,0); // Установка курсора в початок першого рядка lcd.print ( "Hello"); // Набір тексту на першому рядку lcd.setCursor (0,1); // Установка курсора в початок другого рядка lcd.print ( "ArduinoMaster"); // Набір тексту на другому рядку) void loop () ()

Опис функцій і методів бібліотеки LiquidCrystal_I2C:

• home () і clear () - перша функція дозволяє повернути курсор в початок екрана, друга теж, але при цьому видаляє все, що було на моніторі до цього.
• write (ch) - дозволяє вивести одиночний символ ch на екран.
• cursor () і noCursor () - показує / приховує курсор на екрані.
• blink () і noBlink () - курсор блимає / не блимає (якщо до цього було включено його відображення).
• display () і noDisplay () - дозволяє підключити / відключити дисплей.
• scrollDisplayLeft () і scrollDisplayRight () - прокручує екран на один знак вліво / вправо.
• autoscroll () і noAutoscroll () - дозволяє включити / вимкнути режим автопрокручіванія. У цьому режимі кожен новий символ записується в одному і тому ж місці, витісняючи раніше написане на екрані.
• leftToRight () і rightToLeft () - Установка напрямок виведеного тексту - зліва направо або справа наліво.
• createChar (ch, bitmap) - створює символ з кодом ch (0 - 7), використовуючи масив бітових масок bitmap для створення чорних і білих точок.

Альтернативна бібліотека для роботи з i2c дисплеєм

У деяких випадках при використанні зазначеної бібліотеки з пристроями, оснащеними контролерами PCF8574 можуть виникати помилки. У цьому випадку в якості альтернативи можна запропонувати бібліотеку LiquidCrystal_PCF8574.h. Вона розширює LiquidCrystal_I2C, тому проблем з її використанням бути не повинно.

Проблеми зі з'єднанням i2c lcd дисплея

Якщо після завантаження скетчу у вас не з'явилося жодної написи на дисплеї, спробуйте виконати наступні дії.

По-перше, можна збільшити або зменшити контрастність монітора. Часто символи просто не видно через режим контрастності і підсвічування.

Якщо це не допомогло, то перевірте, чи правильно підключено контактів, чи підключено живлення підсвічування. Якщо ви використовували окремий i2c перехідник, то перевірте ще раз якість пайки контактів.

Інший часто зустрічається причиною відсутності тексту на екрані може стати неправильний i2c адресу. Спробуйте спершу поміняти в скетчі адресу пристрою з 0x27 0x20 або на 0x3F. У різних виробників можуть бути зашиті різні адреси за замовчуванням. Якщо і це не допомогло, можете запустити скетч i2c сканера, який переглядає всі підключені пристрої і визначає їхню адресу методом перебору. Приклад скетчу i2c сканера.

Якщо екран все ще залишиться неробочим, спробуйте отпаять перехідник і підключити LCD звичайним чином.

висновок

У цій статті ми розглянули основні питання використання LCD екрана в складних проектах Ардуіно, коли нам потрібно економити вільні Піни на платі. Простий і недорогий перехідник i2c дозволить підключити LCD екран 1602, займаючи всього 2 аналогових Піна. У багатьох ситуаціях це може бути дуже важливим. Плата за зручність - необхідність у використанні додаткового модуля - конвертера і бібліотеки. На наш погляд, зовсім не висока ціна за зручність і ми вкрай рекомендуємо використовувати цю можливість в проектах.