Сегодня попробуем остановиться на выводе на текстовый дисплей. Наиболее популярным является чип HD44780 (или совместимый с ним KS0066). Перечислим их плюсы и минусы:

Плюсы:

  1. Невысокая цена.
  2. Простота программирования, код будет одинаков для любой модели.
  3. Многообразие моделей – наиболее распространённые: 8×1, 16×2, 20×4. Также можно встретить довольно экзотические модели 40×4, т.е. четыре строки по 40 символов в каждой.
  4. Возможность подключить несколько дисплеев к одной Arduino.
  5. Возможность задавать собственные символы.

Минусы:

  1. Далеко не все дисплеи поддерживают русские символы. Подробнее надо смотреть в описании к конкретному дисплею.
  2. Подключение без использования I2C-шины требует использования 10-16 проводов, что очень плохо. с I2C – 4 провода.

Исходя из вышеизложенного буду рассматривать только подключение дисплея через I2C.

Давайте попробуем.

Что нам понадобится.

  1. Arduino (Я взял модель Nano)
  2. Дисплей на чипе HD44780 с модулем I2C или без него (тогда понадобится отдельно плата LC1602 IIC) – в нашем случае 16×2 без I2C модуля
  3. Резистор на 10Ком (Если нужно ручное управление подсветкой).
  4. Потенциометр (Если нужно ручное управление подсветкой).
  5. Макетная плата Breadboard.
  6. Библиотека LiquidCrystal_I2C. http://www.ansealk.ru/files/LiquidCrystal_V1.2.1.zip

Небольшое отступление №1: Как отличить дисплей с I2C-модулем?

На самом деле все довольно просто. Если, перевернув дисплей мы видим длинную колодку разъемов (как правило 16 штук) то модуля I2C на дисплее нет:

Arduino дисплей

А вот так выглядит дисплей с уже установленным I2C-модулем:

Arduino LCD дисплей

Контакты SCL, SDA, VCC, GND используются для подключения Arduino. Два контакта слева – на картинке они замкнуты перемычкой – нужны для работы подсветки.

Если модуль не подключен – придется сделать это самостоятельно. Главное, на что стоит обратить внимание – соединить контакты в правильном порядке. Как правило первый и 16 пины помечены. Иногда бывает, что 15-16 контакты, через которые осуществляется управление подсветкой, могут располагаться перед первым (в этом случае они будут пронумерованы). На самом же модуле первый пин также может быть обозначен не цифрой, а квадратом вокруг самого пина.

Схемы:

Соберем следующую схему:

Ардуино дисплей схема

Обращу внимание на следующие моменты:

  1. Если вам попался дисплей с уже припаянным I2C-модулем, то провода, помеченные серым, не понадобятся. В остальном – ничего не меняется.
  2. Если мы не хотим менять яркость дисплея – то схема упростится:

Arduino diplay схема

как заметили, два пина на I2C-модуле с маркировкой LED отвечают за подсветку дисплея. Если не хотим использовать управление яркостью – их просто можно замкнуть.

Теперь давайте разберем код.

Arduino дисплей код

Тут почти все нам должно быть знакомо. В строке 5 указываем адрес устройства. В строках 16 и 17 – количество символов в строке и количество строк. В строках 20-22 – Создаем объект для работы с дисплеем и описываем параметр работы с ним.

Небольшое отступление №2: Как узнать адрес I2C-устройства?

В большинстве своем адрес можно посмотреть в даташите к микросхеме, на которой построено I2C-устройство. Если же такой возможности нет вот ссылка на архив со скетчем и схемами – http://www.ansealk.ru/files/Arduino_lcd_i2c.zip который определяет адреса всех устройств, подключенных по I2C-шине. Достаточно только подключить устройство к Arduino, загрузить скетч, открыть консоль и увидеть адрес.

Продолжаем дальше.

Arduino display code

Тут мы видим функцию, которая, собственно, и будет заниматься выводом на дисплей. Принцип вывода примерно такой:

– Задаём позицию начала вывода функцией setCursor()

– Печатаем строку функцией print()

После этого следующая функцию print() начнет вывод со следующей позиции, после которой закончился предыдущий ввод. Также обращу внимание на то, что, в отличие от вывода в консоль, тут не используется функция println() для завершения вывода и перевода строки.

Таким образом у нас на экране в первой строке появится надпись “Test LCD1602”, а во второй будет указано разрешение дисплея и счетчик, показывающий, сколько циклов отработал наш скетч.

Но, если нам надо будет выводить много значений переменных на экран, этот метод не совсем удобен. Дело в том, что процедура вывода на дисплей – очень энергоёмкая и медленная, а вывод мы делаем в этой функции аж 7 раз. Гораздо проще будет заранее сформировать строку заранее, а затем вывести её целиком. В этом нам поможет функция форматированного ввода sprintf().

Небольшое отступление №3: Функция форматированного ввода sprintf().

В Языке C существует несколько очень удобных функций для вывода строк – они называются функциями форматированного вывода – printf (от слов print и format). В нашем конкретном случае нас интересует функция sprintf, которая не выводит ничего на экран, а формирует строку для последующего вывода. Выглядит она примерно так:

sprintf (str, “Строка %d для вывода“, i);

Функция формирует строку (помечено синим ) с использованием шаблона (желтым), в который подставляются значения переменных (зеленым). Полученный результат будет записан в строковую переменную (красным).

Шаблонов и переменных может быть несколько. В этом случае переменные записываются через запятую. Главное, следите за тем, чтобы количество шаблонов в строке соответствовало количеству переменных. Переменные для шаблонов берутся последовательно, т.е. в первый шаблон подставляется значение первой переменной, во второй – второй переменной и т.д.

Что же такое шаблоны? Любой шаблон начинается символом “%” и заканчивается одним из десяти (в случае Arduino – семи) символов типа. Между ними может быть указано довольно много информации о том, как выводить значение, а может быть не указано и ничего.

Давайте разберем что же может быть в шаблоне. В общем случае шаблон имеет такой вид:

%[флаг][ширина][.точность][h|I|L]типа

Квадратные скобки показывают, что элемент заключенный в них может отсутствовать. Вертикальная черта говорит о том, что в этом поле должно быть выбрано одно из указанных значений (в нашем случае одна из букв H, I, или L).

Давайте сначала разберемся с обязательным элементом шаблона – типом. Он указывает, какой тип переменной будет выводится и может принимать одно из следующих значений:

СимволЗначение
cОдин символ
sСтрока символов
d,iЦелое десятичное со знаком
oЦелое восьмеричное
uЦелое десятичное без знака
x, XЦелое шестнадцатеричное
pУказатель (в шестнадцатеричном виде)
fДробное число в фиксированном формате
e, EДробное число в научном формате
g, GДробное число в научном или фиксированном формате

Серым помечены те типы, которые не применимы при работе с Arduino. Таким образом, для вывода строки надо указать “%s”, а для вывода целого числа – “%d”.

Далее рассмотрим поле ширины. Число в нем указывает минимальную ширину поля, в котором будет выведен шаблон. Если размер значения в переменной меньше – поле будет добито пробелами, если больше – запись выйдет за пределы поля. Таким образом шаблон “%6d” для числа 385 выведет 385 (обратим внимание на три пробела перед числом).

Спецификатор точности всегда начинается с точки и следующее за ним число указывает различные действия в зависимости от типа значения. Для типов “d,o,u,x” он укажет минимальное количество символов, которое должно появится при обработке. Для типа “f” – число знаков после запятой. Для типа “s” – максимальное число символов стоки, который будут выведены. Например, “%6.1f” для числа 34.2345 выведет “34.1” (обращу внимание, что точка также считается знаком и перед числом будет присутствовать два пробела). Или шаблон “%.3s” от строки “точность” выведет только первые три символа – “точ”.

Флаг позволяет изменить отображение выводимого значения:

ФлагОписание
Выровнять выводимое значение по левому краю поля
+Всегда указывать знак для десятичного значения
0Дополнять выводимое значение нулями до ширины поля

Более подробно о шаблонах функции printf можно прочитать интернете. Здесь же я дал краткий обзор наиболее часто используемых возможностей.

Таким образом, наша функция вывода, переписанная с учетом использования форматированного вывода будет выглядеть следующим образом:

Ардуино код для дисплея

Заметим, что в строках 33 и 37 мы формируем целую строку для вывода, а в строках 34 и 38 – выводим их.

Наконец, наши любимые функции setup и loop.

Arduino код для LCD дисплея

В строке 47 мы задаем разрешение дисплея, в строке 48 – включим подсветку (яркость которой можно отрегулировать потенциометром). В строке 49 установим счетчик циклов в ноль. Увеличивать его будем на единицу в 37-й строке при выводе (помните конструкцию count++?). Наконец, в строке 56 вызываем рассмотренную раннее функцию вывода на дисплей. Все.

Что можно поменять или улучшить?

К примеру, можно сделать автоматическое управление подсветкой в зависимости от освещенности, использовав фоторезистор или датчик освещенности из рассмотренной несколькими статьями ранее метеостанции. Допустим, при сильном освещении – увеличить яркость подсветки, а в ночное время – уменьшить. Или прикрутить датчик движения и зажигать подсветку при появлении объект перед дисплеем, или… В общем, я думаю, вы уже поняли, что при желании, заменив один или несколько компонентов и написав кусок кода можно довольно серьезно улучшить удобство работы с дисплеем. Также мы можем использовать для вывода на дисплей собственноручно разработанные символы.

Все эти вопросы я тут не рассматриваю, так как они выходят за рамки обзора для начинающих.

А на сегодня у меня все.

автор: ansealk (Пикабу)

Arduino. Подключаем LCD-дисплей
26 оценок, Средняя оценка: 5 из 5

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *