Zestaw szkoleniowy LCD: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Kilka lat temu zostałem wprowadzony w świat Arduino. Byłem zafascynowany faktem, że można sprawić, by wszystko działało, po prostu wpisując kilka linijek kodu. Nie podoba ci się, jak to działa? Zmień kilka linijek kodu i gotowe. Jak tylko dostałem swoje pierwsze Arduino, jak każdy inny podekscytowany hobbysta, wypróbowałem każdy podstawowy przykładowy układ od migania diody LED do wyświetlania mojego imienia na wyświetlaczu LCD 16 x 2. W Internecie jest wiele samouczków wraz z kodem. Po prostu skopiuj i wklej kod, a Twój obwód jest gotowy do pracy. W miarę upływu czasu zacząłem bawić się bardziej złożonymi komponentami, takimi jak wyświetlacze OLED, czujniki itp.

Po zabawie z Arduino zdałem sobie sprawę, że niektóre rzeczy nie są kompletne. Co właściwie robi lcd.print("Witaj świecie!")? Co robi każdy pin wyświetlacza? Jak mikrokontroler w Arduino komunikuje się z wyświetlaczem? Po prostu przeoczamy to, ponieważ złożone zadanie tworzenia komponentu takiego jak te do pracy jest dla nas proste dzięki Bibliotece! Biblioteka to zbiór predefiniowanego zestawu instrukcji. Większość informacji jest ukryta w tych bibliotekach. Gdy program główny dotrze do funkcji takiej jak lcd.print, program wskoczy do biblioteki, poszuka funkcji i ją wykona. Po wykonaniu wraca z powrotem do programu głównego. W powyższym przykładzie możesz natknąć się na takie wiersze w programie #include. Wykorzystywana tutaj biblioteka to LiquidCrystal.

Chociaż główny program staje się mały i łatwy do zrozumienia, ukrywa wiele informacji i może być mylący dla początkujących, takich jak my. Tak więc w tej instrukcji spróbujmy uruchomić wyświetlacz LCD, ale BEZ mikrokontrolera! Tak, TY będziesz mikrokontrolerem. Pomoże nam to dowiedzieć się, jakie zadanie wykonuje mikrokontroler, aby wyświetlić tekst na ekranie.

Wróćmy do podstaw

Krok 1: Rzeczy, których będziesz potrzebować

1) Wyświetlacz LCD 16x2 x1

2) Przełączniki dwupozycyjne SPDT x8

3) Chwilowy Przycisk x1

4) Przełącznik suwakowy x1

5) Potencjometr 1k x1

6) tabliczka zaciskowa Micro USB x1

7) Pudełko obudowy projektu x1

Krok 2: Poznaj swój wyświetlacz LCD

Najbardziej znany w świecie hobbystów wyświetlacz LCD 16 x 2 będzie miał 16 pinów. Do demonstracji użyjemy tego samego wyświetlacza. Zanim przejdziemy dalej, przyjrzyjmy się, co robi każdy z 16 pinów.

LOW - Podłączanie pinu do masy.

HIGH - Podłączanie pinu do +5V.

Pin 1: GND

Podłącz szpilkę do masy.

Pin 2: VCC

Podłącz pin do +5V.

Pin 3: Regulacja kontrastu

Kontrast wyświetlacza LCD można regulować, podając napięcie na ten pin w zakresie od 0V do 5V. Można to zrobić za pomocą potencjometru.

Pin 4: Zarejestruj Wybierz (RS)

Wyświetlacz ma dwa rejestry, mianowicie. Rejestr danych i rejestr instrukcji, które można wybrać za pomocą tego pinu. Pociągnij pin w dół, aby wybrać rejestr instrukcji i wysoko, aby wybrać rejestr danych.

Rejestr instrukcji jest używany do wysyłania instrukcji, takich jak inicjowanie wyświetlania, czyszczenie wyświetlania itp., podczas gdy rejestr danych jest używany do wysyłania znaków ASCII na ekranie.

Pin 5: odczyt/zapis (R/W)

Ten pin umożliwia zapis lub odczyt z wybranego rejestru. Pociągnij pinezkę nisko, aby pisać lub wysoko, aby czytać.

Pin 7 do Pin 14: DB0 - DB7

Są to bity danych od 0 do 7, które reprezentują 8-bitową liczbę binarną.

Pin 6: Włącz (E)

Po ustawieniu wszystkich powyższych pinów, jak chcesz, wysoki do niskiego impulsu do tego pinu przekaże wszystkie informacje na ekran.

Pin 15: LED +5V

Pin 16: LED GND

Piny 15 i 16 służą do podświetlenia diody LED. Podłącz pin 15 i 16 odpowiednio do +5V i GND.

Krok 3: Przygotowanie obudowy i układu

Wybierz odpowiednią skrzynkę obudowy projektu. Mój ma wymiar 20x15x4 cm. Zaplanuj rozmieszczenie elementów do zainstalowania na pudełku, jak pokazano na rysunku. Bądź kreatywny w wyborze układu, o ile jest to rozsądne. Właściwie ponownie wykorzystałem to pudełko, które było pierwotnie używane w innym projekcie. Miał już wywiercone szczeliny i otwory, więc musiałem zgodnie z nim zaplanować układ.

8x przełączniki dwustabilne SPDT dla D0 - D7.

1x chwilowy przycisk do włączenia

1x przełącznik suwakowy do wyboru między instrukcją a rejestrem danych.

1x 1k Ohm Pot dla kontrastu.

Krok 4: Czas na okablowanie

Zapoznaj się z załączonym schematem ideowym.

Płytka zaciskowa USB micro ma 5 zacisków, z których będziemy używać tylko dwóch. VBUS (+5V) i GND, ponieważ używamy USB tylko do zasilania.

Połącz ze sobą wszystkie górne zaciski przełączników dwustabilnych, jak pokazano na rysunku. To będzie połączone z GND. Podobnie połącz ze sobą wszystkie dolne zaciski. To będzie podłączone do +5V. Podłącz środkowy zacisk pierwszego przełącznika do D7 (pin 14) na wyświetlaczu LCD. Podobnie środkowy zacisk drugiego przełącznika do D6 (pin 13) i tak dalej aż do D0 (pin 7).

Podłącz dowolny zacisk przycisku do +5V. Podłącz drugi zacisk do GND przez rezystor 1k. Podłącz ten sam zacisk do Enable (pin 6) na wyświetlaczu LCD. Podłącz kondensator elektrolityczny 100uF do przełącznika z ujemną stroną kondensatora podłączoną do zacisku z dołączonym do niego rezystorem.

Podłącz środkowy styk przełącznika suwakowego do styku 4 na wyświetlaczu LCD, a dolny i górny zacisk odpowiednio do +5V i GND.

Podłącz dwa zewnętrzne zaciski potencjometru odpowiednio do +5V i GND, a środkowy pin do regulacji kontrastu (pin 3) na wyświetlaczu LCD.

Podłącz piny 1, 5 i 16 na LCD do GND

Podłącz piny 2 i 15 do +5V.

Krok 5: Praca

Rzeczywisty wyświetlacz LCD jest kontrolowany przez układ scalony o nazwie HD44780U, który można zobaczyć jako czarną plamę z tyłu modułu LCD. Jest to kontroler/sterownik wyświetlacza ciekłokrystalicznego. Arkusz danych tego sterownika można znaleźć tutaj.

Aby uruchomić wyświetlacz LCD, musimy przejść przez kilka kroków. Obejmuje to inicjalizację wyświetlacza LCD przez podanie zestawu instrukcji, po których następują rzeczywiste dane (znaki). Wszystkie informacje można znaleźć w arkuszu danych. Ale na razie przedstawię szybkie demo, jak wpisać HELLO! na wyświetlaczu.

Uwaga: 0 oznacza NISKI (GND)

1 oznacza WYSOKI (+5V)

Najpierw włącz zasilanie. Podświetlenie wyświetlacza LCD powinno się zaświecić.

Krok 1: Ponieważ będziemy wysyłać instrukcje, należy wybrać rejestr instrukcji (IR) za pomocą przełącznika suwakowego.

Krok 2: Następnie ustawimy bity za pomocą przełączników jako 00001111, jak pokazano. Spowoduje to włączenie wyświetlacza, kursora i migania kursora. Naciśnij przycisk włączenia. Powinieneś teraz widzieć migający kursor w lewym górnym rogu ekranu. W razie potrzeby dostosuj kontrast za pomocą garnka.

Krok 3: Ustaw przełączniki jako 00110000, jak pokazano, i naciśnij Włącz. Spowoduje to ustawienie wyświetlacza na akceptowanie danych 8-bitowych, włączenie pierwszego z dwóch wierszy i ustawienie rozmiaru czcionki na 5x8.

Krok 4: Ustaw przełącznik suwakowy na Rejestr danych (DR), abyśmy mogli teraz wysłać kilka znaków.

Zapoznaj się z załączonym dokumentem, aby poznać bity dla każdego znaku

Krok 5: Aby wyświetlić H, ustaw przełączniki na 01001000 i naciśnij Włącz. Powtórz to samo dla każdej postaci.

Krok 6: Aby wyświetlić E, ustaw przełączniki na 01000101 i naciśnij Włącz.

Krok 7: Aby wyświetlić L, ustaw przełączniki na 01001100 i naciśnij dwukrotnie przycisk Włącz.

Krok 8: Aby wyświetlić O, ustaw przełączniki na 01001111 i naciśnij Włącz.

Krok 9: Aby wyświetlić !, ustaw przełączniki na 00100001 i naciśnij przycisk Włącz.

Bardzo dobrze! Musisz teraz zobaczyć WITAJ! na ekranie.

Krok 6: Ciesz się

Właśnie dowiedzieliśmy się, że wystarczy wpisać kilka liter na wyświetlaczu, że proces ten składa się z wielu kroków. W ten sposób możemy dowiedzieć się, jak mikrokontroler komunikuje się z wyświetlaczami. Widzieliśmy tylko kilka instrukcji z wielu. Możesz się z nim bawić i uczyć się po drodze!

Teraz możemy zrozumieć, jak i dlaczego tworzone są biblioteki, a także ciężką pracę związaną z wykonaniem biblioteki na urządzenie.

Dziękuję za wytrwanie do końca. Mam nadzieję, że wszyscy kochacie ten projekt i nauczyliście się dzisiaj czegoś nowego. Daj mi znać, jeśli zrobisz dla siebie. Subskrybuj mój kanał na YouTube, aby zobaczyć więcej nadchodzących projektów. Jeszcze raz dziękuję!

Pierwsza nagroda w konkursie Electronics Tips & Tricks Challenge