Комплект для обучения ЖК-дисплею: 6 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Несколько лет назад я познакомился с миром Arduino. Я был очарован тем фактом, что вы можете заставить все работать, просто набрав несколько строк кода. Не нравится как это работает? Измените несколько строк кода, и готово. Как только я получил свой первый Arduino, как и любой другой увлеченный любитель, я попробовал все основные примеры схем, начиная с мигания светодиода и заканчивая отображением моего имени на ЖК-дисплее 16 x 2. В Интернете есть множество руководств вместе с кодом. Просто скопируйте и вставьте код, и ваша схема заработает. Со временем я начал играть с более сложными компонентами, такими как OLED-дисплеи, датчики и т. Д.

Немного повеселившись с Arduino, я понял, что некоторые вещи не завершены. Что на самом деле делает lcd.print («Hello, World!»)? Что делает каждый вывод на дисплее? Как микроконтроллер на Arduino взаимодействует с дисплеем? Мы просто упускаем из виду это, потому что сложная задача по созданию такого компонента, как эти, работающего, упрощается для нас с помощью библиотеки! Библиотека - это набор предопределенного набора инструкций. Большая часть информации скрыта в этих библиотеках. Когда основная программа достигает такой функции, как lcd.print, программа переходит в библиотеку, ищет функцию и выполняет ее. После выполнения он возвращается в основную программу. В приведенном выше примере вы могли встретить такие строки в программе #include. Здесь используется библиотека LiquidCrystal.

Хотя основная программа становится небольшой и простой для понимания, она скрывает много информации и может сбивать с толку таких новичков, как мы. Итак, в этом руководстве давайте попробуем запустить ЖК-дисплей, но БЕЗ микроконтроллера! Да, ВЫ собираетесь быть микроконтроллером. Это поможет нам узнать, какие задачи выполняет микроконтроллер для отображения текста на экране.

Вернемся к основам

Шаг 1. Вещи, которые вам понадобятся

1) ЖК-дисплей 16 x 2 x 1

2) Переключатели SPDT x8

3) Кнопка мгновенного действия x1

4) ползунковый переключатель x1

5) 1 кОм потенциометр x1

6) Разъемная плата Micro USB x1

7) Проектный корпус x1

Шаг 2: знайте свой ЖК-дисплей

Самый известный в мире хобби ЖК-дисплей 16 x 2 будет иметь 16 контактов. Мы будем использовать тот же дисплей для демонстрации. Прежде чем идти дальше, давайте посмотрим, что делает каждый из 16 контактов.

LOW - соединение контакта с землей.

ВЫСОКИЙ - Подключение пина к + 5В.

Контакт 1: GND

Подключите контакт к земле.

Контакт 2: VCC

Подключите контакт к + 5В.

Контакт 3: регулировка контрастности

Контрастность ЖК-дисплея можно регулировать, подавая на этот вывод напряжение от 0 до 5 В. Это можно сделать с помощью потенциометра.

Контакт 4: выбор регистра (RS)

Дисплей имеет два регистра, а именно. Регистр данных и регистр инструкций, которые можно выбрать с помощью этого контакта. Потяните штырь в нижнем положении, чтобы выбрать регистр команд, и в верхнем положении, чтобы выбрать регистр данных.

Регистр инструкций используется для отправки таких инструкций, как запуск отображения, очистка отображения и т. Д., В то время как регистр данных используется для отправки символов ASCII на экран.

Контакт 5: чтение / запись (R / W)

Этот вывод позволяет вам писать или читать из выбранного регистра. Потяните штифт ниже, чтобы писать, или выше, чтобы прочитать.

Контакт 7 к контакту 14: DB0 - DB7

Это биты данных от 0 до 7, которые представляют 8-битное двоичное число.

Контакт 6: включить (E)

Когда вы настроите все вышеперечисленные контакты по своему усмотрению, импульс от высокого к низкому на этом контакте будет передавать всю информацию на экран.

Контакт 15: светодиод + 5 В

Контакт 16: светодиод GND

Контакты 15 и 16 предназначены для светодиодной подсветки. Подключите контакты 15 и 16 к + 5V и GND соответственно.

Шаг 3: Подготовка корпуса и макета

Выберите подходящий корпус для проекта. У меня размер 20х15х4 см. Спланируйте расположение компонентов, которые будут установлены на коробке, как показано на рисунке. Будьте изобретательны при выборе макета, если это разумно. Я фактически повторно использовал этот ящик, который изначально использовался в каком-то другом проекте. В нем уже были просверлены некоторые щели и отверстия, поэтому мне пришлось спланировать расположение в соответствии с ними.

Переключатели 8x SPDT для D0 - D7.

1x мгновенная кнопка для включения

1x ползунковый переключатель для выбора между инструкциями и регистром данных.

1x 1 кОм потенциометр для контраста.

Шаг 4: время для подключения

См. Прилагаемую схематическую диаграмму.

Плата USB micro breakout имеет 5 выводов, из которых мы будем использовать только два, а именно. VBUS (+ 5V) и GND, поскольку мы используем USB только для питания.

Соедините все верхние клеммы тумблеров вместе, как показано на рисунке. Он будет подключен к GND. Аналогичным образом соедините вместе все нижние клеммы. Он будет подключен к + 5В. Подключите среднюю клемму первого переключателя к D7 (контакт 14) на ЖК-дисплее. Точно так же средний вывод 2-го переключается на D6 (вывод 13) и так далее до D0 (вывод 7).

Подключите любую клемму кнопки к + 5В. Подключите другую клемму к GND через резистор 1 кОм. Подключите тот же терминал к Enable (контакт 6) на ЖК-дисплее. Подключите электролитический конденсатор емкостью 100 мкФ к переключателю так, чтобы отрицательная сторона конденсатора была подключена к клемме с присоединенным к ней резистором.

Подключите средний контакт ползункового переключателя к контакту 4 на ЖК-дисплее, а нижний и верхний контакт - к + 5V и GND соответственно.

Подключите два внешних контакта потенциометра к + 5V и GND соответственно, а средний контакт - к регулировке контрастности (контакт 3) на ЖК-дисплее.

Подключите контакты 1, 5 и 16 на ЖК-дисплее к GND.

Подключите контакты 2 и 15 к + 5В.

Шаг 5: Работа

Фактический ЖК-дисплей управляется микросхемой под названием HD44780U, которую можно увидеть в виде черного пятна на задней стороне ЖК-модуля. Это контроллер / драйвер жидкокристаллического дисплея. Техническое описание этого драйвера можно найти здесь.

Чтобы ЖК-дисплей заработал, нам нужно выполнить несколько шагов. Это включает в себя инициализацию ЖК-дисплея путем предоставления некоторого набора инструкций, за которыми следуют фактические данные (символы). Всю информацию можно найти в даташите. Но пока я покажу вам быструю демонстрацию того, как набирать HELLO! на дисплее.

Примечание: 0 означает НИЗКИЙ (GND)

1 означает ВЫСОКИЙ (+ 5В)

Сначала включите питание. Подсветка ЖК-дисплея должна загореться.

Шаг 1: Поскольку мы будем отправлять инструкции, регистр инструкций (IR) должен быть выбран с помощью ползункового переключателя.

Шаг 2: Затем мы установим биты с помощью тумблеров как 00001111, как показано. Это включит дисплей, курсор и мигание курсора. Нажмите кнопку включения. Теперь вы должны увидеть мигающий курсор в верхнем левом углу экрана. При необходимости отрегулируйте контраст, используя горшок.

Шаг 3: Установите переключатели на 00110000, как показано, и нажмите «Включить». Это заставит дисплей принимать 8-битные данные, включить первую из двух строк и установить размер шрифта 5x8.

Шаг 4: Установите ползунковый переключатель в положение «Регистр данных» (DR), чтобы теперь мы могли отправлять некоторые символы.

Обратитесь к прилагаемому к настоящему документу, чтобы узнать биты для каждого символа.

Шаг 5: Чтобы отобразить H, установите переключатели на 01001000 и нажмите enable. Повторите то же самое для каждого персонажа.

Шаг 6: Чтобы отобразить E, установите переключатели на 01000101 и нажмите enable.

Шаг 7: Чтобы отобразить L, установите переключатели на 01001100 и дважды нажмите enable.

Шаг 8: Чтобы отобразить O, установите переключатели на 01001111 и нажмите enable.

Шаг 9: Чтобы отобразить!, Установите переключатели на 00100001 и нажмите enable.

Отличная работа! Теперь вы должны увидеть HELLO! на экране.

Шаг 6: Наслаждайтесь

Мы только что узнали, что для того, чтобы ввести несколько букв на экране, потребуется много этапов. Таким образом, мы можем узнать, что делает микроконтроллер для связи с дисплеями. Мы только что увидели несколько инструкций из множества. Вы можете получать от этого удовольствие и учиться в процессе!

Теперь мы можем понять, как и почему создаются библиотеки, а также тяжелую работу, которая стоит за созданием библиотеки для устройства.

Спасибо, что дожили до конца. Надеюсь, вам всем понравился этот проект и вы узнали что-то новое сегодня. Дай мне знать, если сделаешь его для себя. Подпишитесь на мой канал YouTube, чтобы узнать о новых проектах. Еще раз спасибо!

Первый приз в конкурсе "Советы и рекомендации по электронике"