LCD-näyttömoduuli

Sukella kanssamme LCD-hahmonäyttöjen kiehtovaan maailmaan, jossa katsomme tarkemmin mm. 1602- ja 2004-näyttöjen ajattomia klassikoita. Nämä tehokkaat ja monipuoliset näytöt ovat valloittaneet niin harrastajien kuin ammattilaistenkin sydämet lukemattomissa projekteissa tee-se-itse sääasemista edistyneisiin teollisiin sovelluksiin. Tässä blogissa paljastamme näiden kahden suositun moduulin salaisuudet tutkiessamme niiden ominaisuuksia ja viehätysvoimaa, jotta voit tehdä täydellisen valinnan seuraavaa mestariteosta varten.

LCD-merkkien näyttömoduulien syntyminen ja suosio

Tämän LCD-näyttömoduulin historia alkoi 1980-luvulla, kun Hitachi esitteli HD44780-ohjaimen, jota pidetään nykyään alan standardina. Tämä uraauurtava ohjain helpotti kehittäjien LCD-moduulien käyttöä projekteissaan, koska se yksinkertaisti viestintää näytön ja mikro-ohjaimen välillä. Tämä antoi valmistajille mahdollisuuden keskittyä enemmän projektiensa toimivuuteen näyttötekniikan monimutkaisuuden sijaan.

Vuosien varrella luonteeltaan LCD-näytöt ovat kehittyneet ja mukautuneet markkinoiden tarpeisiin. 1602 ja 2004 LCD-moduulit ovat hyviä esimerkkejä tästä. 1602, 16x2, 16-merkkinen, 2-rivinen näyttö, tuli nopeasti suosituksi harrastajien ja ammattilaisten keskuudessa kompaktin kokonsa ja monipuolisuutensa ansiosta. Sen avulla käyttäjät pystyivät näyttämään yksinkertaista ja selkeää tietoa näytöllä ja tarjosivat kustannustehokkaan ratkaisun erilaisiin sovelluksiin.

Myöhemmin julkaistiin vuoden 2004 moduuli, 20x4-näyttö, jossa on 20 merkkiä ja 4 riviä, minkä ansiosta käyttäjät voivat näyttää enemmän tietoa ilman useita näyttöjä. Tästä moduulista tuli nopeasti suosikki kehittäjien keskuudessa, jotka halusivat näyttää enemmän dataa projekteissaan, kuten edistyneissä sääasemissa, automatisoiduissa järjestelmissä ja teollisissa sovelluksissa. Merkkien LCD-moduulien, kuten 1602 ja 2004, suosio jatkuu tähän päivään asti niiden yksinkertaisuuden, luotettavuuden ja helppokäyttöisyyden ansiosta monissa erilaisissa projekteissa.



Kuinka luonteeltaan LCD-näytöt heräävät henkiin: katsaus sen takana olevaan tekniikkaan

LCD-näytön, kuten 1602- ja 2004-moduulien, toiminta perustuu sähköisiin signaaleihin reagoivien nestekiteiden käyttöön kuvien ja tekstin näyttämiseksi. Näytön sydän on HD44780-ohjain, joka toimii liitäntänä mikro-ohjaimen ja LCD-paneelin välillä. Tämä ohjain kääntää mikrokontrollerilta saadut ohjeet oikeiksi jännitteiksi, joita tarvitaan nestekiteiden aktivoimiseksi ja siten halutun merkin näyttämiseksi.

Nestekiteet on kerrostettu kahden lasikerroksen välissä, joista toisessa on elektrodimatriisi jännitteen syöttämiseksi. Kun jännite kohdistetaan tiettyyn elektrodiin, nestekiteet muuttavat suuntaa ja polarisoivat valon tietyllä tavalla. Tämä saa taustavalon estymään tai kulkemaan lasin läpi, jolloin merkki näkyy näytöllä.

LCD-moduuleissa on valmiiksi asetettu merkkijoukko, joka on tallennettu niiden sisäänrakennettuun ROM-muistiin (katso kuva alla), mikä tarkoittaa, että ne voivat näyttää rajoitetun joukon ennalta määritettyjä symboleja ja kirjaimia. Tekstin ja grafiikan näyttämiseksi näytöllä tiedot lähetetään mikro-ohjaimesta HD44780-ohjaimeen, joka sitten sijoittaa nestekiteet halutun merkin tai kuvion muodostamiseksi.

HD44780 merkistö

Lisää omia hahmoja

LCD-näytön muistiin voidaan lisätä 8 merkkiä 5x8 pikselillä. Nämä on kirjoitettava näytölle 8-tavuisena taulukkona. Tämä on myös erittäin helppo tehdä LiquidCrystal-kirjastolla.

Mukautetut merkit LCD-näyttö

Yhteys

LCD-näytössä on rinnakkaisliitäntä, mikä tarkoittaa, että mikro-ohjain on kytkettävä eri linjoihin oikeiden osien osoittamiseksi.

Rekisteröi valinta (RS): Tämä nasta määrittää, mihin LCD-näytön muistiin kirjoitetaan; tietorekisteri merkkien kirjoittamista näytölle tai käskyrekisteri komentojen antamista varten.

Lue/kirjoita (R/W): Lue tai kirjoita tila.

Ota käyttöön: Salli tai estä kirjoittaminen.

Päivämäärät (D0-D7): Näyttöön kirjoitetut tiedot.

1602 LCD Pinout

4-bittinen ja 8-bittinen tila

LCD-näyttöä voidaan ohjata 2 tilassa; 4-bittinen ja 8-bittinen. Tämä viittaa rivien määrään, jolle tiedot kirjoitetaan näytölle. Näytölle kirjoitettava data on aina 8 bittiä pitkä, joten kun LCD-näyttöä osoitetaan yli 4 bitin, data on lähetettävä sisään 2 kertaa. Tämän etuna on, että vain 6 I/O-nastaa tarvitsee liittää yhteensä 10 nastan sijaan 8 bitin tilassa. Näytöltä luettaessa R/W on myös kytkettävä I/O-nastaan, mutta tässä esimerkissä se on kytketty maahan (kirjoita aina).

Nestekidekirjasto

Koska oikeiden rekisterien osoittaminen voi olla vaikeaa, kirjasto on tietysti saatavilla myös Arduino LCD-näytölle. Tämä kirjasto tulee vakiona Arduino ohjelmiston kanssa, joten lisätiedostoja ei tarvitse edes ladata. Kuten esimerkistä voidaan nähdä, alustus tällä kirjastolla on hyvin yksinkertaista. Tekstin kirjoittamista varten on asetettava vain näytön merkkien määrä (esim. 16 x 2) ja haluttu viesti.

// include the library code:
#include <LiquidCrystal.h>

// initialize library with the the interface pins
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  // initialize LCD with the number of columns and rows
  lcd.begin(16, 2);
  // Print a message to the LCD.
  lcd.print("Opencircuit.nl");
}

void loop() {
  
}

I2C-liitäntämoduuli

I2C-liitäntämoduulin avulla säästyy entistä enemmän nastaa. Tämä moduuli tarvitsee vain 2 datalinjaa LCD-näytön ohjaamiseen. Varmista, että siirtonopeus on 115200!

I2C LCD-liitäntämoduuliTämä moduuli toteuttaa nopean I2C-liitännän tunnettujen LCD-näyttöjen (16x02, 16x04 ja 20x04) kanssa, mikä tekee näiden näyttöjen ohjaamisesta paljon helpompaa ja taloudellisempaa I/O-nastoilla. Varastossa € 2,35

LiquidCrystal Library I2C

Muokattu versio LiquidCrystal-kirjastosta on saatavilla käsittelemään näyttöä I2C:n kautta. Voit ladata sen alla olevasta painikkeesta. Tämän jälkeen zip-tiedosto on purettava Arduino kirjastokansioon (%HOMEPATH%\Documents\ Arduino \libraries) käyttöä varten. Kuten alla olevasta koodiesimerkistä näkyy, LCD-näyttöä voidaan edelleen ohjata samalla tavalla. I2C-moduulissa on myös sisäänrakennettu potentiometri merkkien kontrastia varten.

#include <Wire.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

// Set the LCD I2C address
LiquidCrystal_I2C lcd(0x20);  

#define BACKLIGHT_PIN     13

void setup()
{
  // Switch on the backlight
  pinMode ( BACKLIGHT_PIN, OUTPUT );
  digitalWrite ( BACKLIGHT_PIN, HIGH );
  
  // initialize LCD with the number of columns and rows
  lcd.begin(16,2);              

  // Print a message to the LCD.
  lcd.print("Opencircuit.nl");
}

void loop()
{

}

Ajaton tekniikka: 1602 ja 2004 LCD-moduulien kestävä vaikutus

Tässä blogissa olemme tutkineet merkki-LCD-moduulien jännittävää maailmaa keskittyen erityisesti ikonisiin 1602- ja 2004-näyttöihin. Olemme käsitelleet näiden moduulien historiaa, kehitystä ja toimintaa ja katsoneet, kuinka niistä tulee suosittuja valintoja niin harrastajille kuin ammattilaisillekin. Nämä monipuoliset ja luotettavat näytöt ovat jatkossakin olennainen osa monissa projekteissa ja uudempien teknologioiden ilmestymisestä huolimatta ne säilyttävät merkityksensä yksinkertaisuuden, helppokäyttöisyyden ja kustannustehokkuuden ansiosta.