LCD display modul

Dyk med os ind i den fascinerende verden af LCD-karakterskærme, hvor vi ser nærmere på de tidløse klassikere fra 1602- og 2004-skærmene, bl.a. Disse kraftfulde og alsidige skærme har vundet hjerterne hos både hobbyfolk og professionelle i utallige projekter lige fra gør-det-selv vejrstationer til avancerede industrielle applikationer. I denne blog optrævler vi hemmelighederne bag disse to populære moduler, mens vi udforsker deres muligheder og charme, så du kan træffe det perfekte valg til det næste mesterværk.

Fremkomsten og populariteten af LCD-tegndisplaymoduler

Historien om dette LCD-skærmmodul begyndte i 1980'erne, da Hitachi introducerede HD44780-controlleren, som nu betragtes som en industristandard. Denne banebrydende controller gjorde det lettere for udviklere at bruge LCD-moduler i deres projekter, da det forenklede kommunikationen mellem skærmen og mikrocontrolleren. Dette gjorde det muligt for producenterne at fokusere mere på funktionaliteten af deres projekter frem for kompleksiteten af skærmteknologien.

Gennem årene har karakter LCD-skærme udviklet sig og tilpasset markedets behov. 1602 og 2004 LCD-modulerne er gode eksempler på dette. 1602, en 16x2, 16-tegns 2-linjers skærm, blev hurtigt populær blandt hobbyfolk og professionelle på grund af dens kompakte størrelse og alsidighed. Det gjorde det muligt for brugere at vise enkle og klare oplysninger på skærmen og gav en omkostningseffektiv løsning til forskellige applikationer.

Senere blev 2004-modulet frigivet, en 20x4 skærm med 20 tegn og 4 linjer, der giver brugerne mulighed for at vise mere information uden behov for flere skærme. Dette modul blev hurtigt en favorit blandt udviklere, der ønskede at vise flere data i deres projekter, såsom i avancerede vejrstationer, automatiserede systemer og industrielle applikationer. Populariteten af karakter LCD-moduler, såsom 1602 og 2004, fortsætter den dag i dag på grund af deres enkelhed, pålidelighed og brugervenlighed i en lang række projekter.



Sådan kommer LCD-skærme til live: Et kig på teknologien bag

Betjeningen af en LCD-skærm, såsom 1602- og 2004-modulerne, er baseret på brugen af flydende krystaller, der reagerer på elektriske signaler for at vise billeder og tekst. Hjertet i skærmen er HD44780-controlleren, der fungerer som en grænseflade mellem mikrocontrolleren og LCD-panelet. Denne controller oversætter instruktionerne modtaget fra mikrocontrolleren til de korrekte spændinger, der kræves for at aktivere de flydende krystaller og dermed vise den ønskede karakter.

De flydende krystaller er klemt mellem to lag glas, hvoraf det ene har en matrix af elektroder til at levere spændingen. Når spænding påføres en bestemt elektrode, ændrer de flydende krystaller orientering og polariserer lyset på en bestemt måde. Dette får baggrundsbelysningen til at blive blokeret eller passeret gennem glasset, hvilket gør karakteren synlig på skærmen.

LCD-modulerne har et forudindstillet sæt af tegn gemt i deres indbyggede ROM (se billedet nedenfor), hvilket betyder, at de kan vise et begrænset sæt af foruddefinerede symboler og bogstaver. For at vise tekst og grafik på skærmen sendes dataene fra mikrocontrolleren til HD44780 controlleren, som derefter placerer de flydende krystaller, så de danner det ønskede tegn eller mønster.

HD44780 tegnsæt

Tilføj egne karakterer

I LCD-skærmens hukommelse kan der tilføjes 8 tegn med 5x8 pixels. Disse skal skrives til skærmen som et 8-byte array. Dette er også meget nemt at gøre med LiquidCrystal-biblioteket.

Brugerdefinerede tegn LCD-display

Forbindelsen

LCD'et har et parallelt interface, hvilket betyder, at mikrocontrolleren skal forbindes til forskellige linjer for at adressere de korrekte dele.

Registrer vælg (RS): Denne pin bestemmer, hvor der skal skrives i LCD-hukommelsen; dataregisteret, til at skrive tegn til skærmen, eller instruktionsregisteret til at udstede kommandoer.

Læs/skriv (H/H): Læse- eller skrivetilstand.

Aktiver: Tillad eller forbyd skrivning.

Datoer (D0 -D7): Data skrevet til displayet.

1602 LCD Pinout

4 bit og 8 bit tilstand

LCD-skærmen kan styres i 2 tilstande; 4 bit og 8 bit. Dette refererer til antallet af linjer, som dataene skrives over til displayet. Data skrevet til displayet er altid 8 bit lange, så når LCD adresseres over 4 bit, skal data sendes ind 2 gange. Fordelen ved dette er, at der kun skal tilsluttes 6 I/O-ben i alt i stedet for de 10 ben i 8 bit-tilstand. Ved aflæsning fra displayet skal R/W også tilsluttes en I/O pin, men i dette eksempel er den forbundet til jord (skriv altid).

Liquid Crystal Library

Fordi det kan være svært at adressere de korrekte registre, er et bibliotek naturligvis også tilgængeligt til Arduino til LCD. Dette bibliotek leveres som standard med Arduino softwaren, så det er ikke engang nødvendigt at downloade ekstra filer. Som det kan ses i eksemplet, er initialisering med dette bibliotek meget enkel. For at skrive tekst skal kun antallet af tegn på skærmen (f.eks. 16 x 2) og den ønskede besked indstilles.

// 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 interface modul

Med I2C-interfacemodulet gemmes endnu flere ben. Dette modul behøver kun 2 datalinjer for at drive LCD-skærmen. Sørg for, at baudraten er indstillet til 115200!

I2C LCD interface modulDette modul realiserer et hurtigt I2C-interface med de velkendte LCD-skærme (16x02, 16x04 og 20x04), hvilket gør styringen af disse skærme meget nemmere og mere økonomisk med I/O-ben. På lager € 2,30

LiquidCrystal Library I2C

En modificeret version af LiquidCrystal-biblioteket er tilgængelig til at adressere skærmen over I2C. Du kan downloade den med knappen nedenfor. Zip'en skal derefter udpakkes til Arduino biblioteksmappen ( %HOMEPATH%\Documents\ Arduino \libraries ) for at bruge. Som det kan ses i kodeeksemplet nedenfor, kan LCD-displayet stadig styres på samme måde. I2C-modulet har også et indbygget potentiometer til kontrasten af tegnene.

#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()
{

}

En tidløs teknologi: Den vedvarende effekt af 1602 og 2004 LCD-modulerne

I denne blog har vi udforsket den spændende verden af LCD-karaktermoduler med særligt fokus på de ikoniske 1602 og 2004 skærme. Vi har dækket historien, udviklingen og driften af disse moduler og set dem blive populære valg for både hobbyister og professionelle. Disse alsidige og pålidelige skærme er fortsat en væsentlig del af mange projekter, og på trods af fremkomsten af nyere teknologier vil de bevare deres relevans på grund af deres enkelhed, brugervenlighed og omkostningseffektivitet.