Текстовый экран 16×2

Текстовый экран 16×2 пригодится для вывода показаний датчиков, отображения простых меню, подсказок и приветствий.

Видеообзор

Подключение и настройка

Дисплей MT-16S2H предназначен для вывода текста на латинице и кириллице.

Экран имеет 16 контактов для питания логики, взаимодействия с управляющей электроникой и подсветки.

Вывод Обозначение Описание
1 GNDОбщий вывод (земля)
2 VccНапряжение питания (3,3—5 В)
3 VoУправление контрастностью
4 RSВыбор регистра
5 R/WВыбор режима записи или чтения
6 EРазрешение обращений к индикатору (а также строб данных)
7 DB0Шина данных (8-ми битный режим)(младший бит в 8-ми битном режиме)
8 DB1Шина данных (8-ми битный режим)
9 DB2Шина данных (8-ми битный режим)
10 DB3Шина данных (8-ми и 4-х битные режимы)(младший бит в 4-х битном режиме)
11 DB4Шина данных (8-ми и 4-х битные режимы)
12 DB5Шина данных (8-ми и 4-х битные режимы)
13 DB6Шина данных (8-ми и 4-х битные режимы)
14 DB7Шина данных (8-ми и 4-х битные режимы)
15 +LED+ питания подсветки
16 –LED– питания подсветки

Дисплей может работать в двух режимах:

  • 8-битный режим — в нём используются и младшие и старшие биты (DB0-DB7)
  • 4-битный режим — в нём используются только младшие биты (DB4-DB7)

Использовать восьмибитный режим не целесообразно. Для его работы требуется на 4 дополнительные ноги, а выигрыша по скорости практически нет.

Подключение дисплея к управляющей плате

В качестве примера подключим дисплей к управляющей плате Arduino Uno. Для подключения понадобится Breadboard Half и соединительные провода «папа-папа».

Вывод Обозначение Пин Arduino Uno
1 GND GND
2 Vcc 5V
3 Vo GND
4 RS 12
5 R/W GND
6 E 11
7 DB0
8 DB1
9 DB2
10 DB3
11 DB4 5
12 DB5 4
13 DB6 3
14 DB7 2
15 Vcc 5V
16 GND GND

Аналогично можно подключить дисплей к платформе Iskra JS.

Вывод Обозначение Пин Iskra JS
1 GND GND
2 Vcc 5V
3 Vo GND
4 RS P12
5 R/W GND
6 E P11
7 DB0
8 DB1
9 DB2
10 DB3
11 DB4 P5
12 DB5 P4
13 DB6 P3
14 DB7 P2
15 Vcc 5V
16 GND GND

Примеры работы для Arduino

Для упрощения работы с LCD-дисплеем используйте встроенную библиотеку Liquid Crystal. В ней вы найдёте примеры кода с подробными комментариями.

Библиотека подходит как для работы с контроллерами на AVR-платформе, так и с ARM-контроллерами.

Вывод текста

Для вывода первой программы приветствия, воспользуйтесь кодом вроде этого:

helloWorld.ino
// подключаем стандартную библиотеку LiquidCrystal
#include <LiquidCrystal.h>
 
// инициализируем объект-экран, передаём использованные 
// для подключения контакты на Arduino в порядке:
// RS, E, DB4, DB5, DB6, DB7
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
 
void setup()
{
    // устанавливаем размер (количество столбцов и строк) экрана
    lcd.begin(16, 2);
    // печатаем первую строку
    lcd.print("Hello world");
    // устанавливаем курсор в колонку 0, строку 1
    // на самом деле это вторая строка, т.к. нумерация начинается с нуля
    lcd.setCursor(0, 1);
    // печатаем вторую строку
    lcd.print("Do It Yourself");
}
 
void loop()
{
}

Кирилица

Существует два способа вывода кирилицы на текстовые дисплеи:

Рассмотрим оба способа более подробно.

Таблица знакогенератора

Дисплейный модуль хранит в памяти две страницы знакогенератора, которые состоят из различных символов и букв. Для вывода символа на дисплей необходимо передать его номер в шестнадцатеричной системе из таблицы знакогенератора.

Так букве Я соответствует код B1 в шестнадцатеричной системе. Чтобы передать на экран строку «Яndex», необходимо в явном виде с помощью последовательности \x## встроить в строку код символа:

lcd.print("\xB1ndex");

Вы можете смешивать в одной строке обычные символы и явные коды как угодно. Единственный нюанс в том, что после того, как компилятор в строке видит последовательность \x, он считывает за ним все символы, которые могут являться разрядами шестнадцатеричной системы даже если их больше двух. Из-за этого нельзя использовать символы из диапазона 0-9 и A-F следом за двузначным кодом символа, иначе на дисплее отобразится неправильная информация. Чтобы обойти этот момент, можно использовать тот факт, что две строки записанные рядом склеиваются.

Сравните две строки кода для вывода надписи «Яeee»:

lcd.print("\xB1eee"); // ошибка
lcd.print("\xB1""eee"); // правильно

Используя полученную информацию выведем на дисплей сообщение «Привет, Амперка!»:

helloAmperkaRusCharacterGenerator.ino
// подключаем стандартную библиотеку LiquidCrystal
#include <LiquidCrystal.h>
 
// инициализируем объект-экран, передаём использованные 
// для подключения контакты на Arduino в порядке:
// RS, E, DB4, DB5, DB6, DB7
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
 
void setup()
{
    // устанавливаем размер (количество столбцов и строк) экрана
    lcd.begin(16, 2);
    // устанавливаем курсор в колонку 5, строку 0
    // на самом деле это первая строка, т.к. нумерация начинается с нуля
    lcd.setCursor(5, 0);
    // печатаем первую строку
    lcd.print("\xA8""p""\xB8\xB3""e\xBF");
    // устанавливаем курсор в колонку 3, строку 1
    // на самом деле это вторая строка, т.к. нумерация начинается с нуля
    lcd.setCursor(3, 1);
    // печатаем вторую строку
    lcd.print("o\xBF A\xBC\xBE""ep\xBA\xB8");
}
 
void loop()
{
}

Переключение страниц знакогенератора

Дисплейный модуль хранит в памяти две страницы знакогенератора. По умолчанию установлена нулевая страница. Для переключения между страницами используйте методы:

// переключение с нулевой страницы на первую
command(0x101010);
// переключение с первой страницы на нулевую
command(0x101000);

Дисплей не может одновременно отображать символы разных страниц.

Рассмотрим пример, в котором одна и та же строка будет отображаться по-разному — в зависимости от выбранной страницы.

changePageCharacterGenerator.ino
// Подключаем стандартную библиотеку LiquidCrystal
#include <LiquidCrystal.h>
 
// Инициализируем объект-экран, передаём использованные 
// для подключения контакты на Arduino в порядке:
// RS, E, DB4, DB5, DB6, DB7
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
 
void setup() 
{
    // устанавливаем размер (количество столбцов и строк) экрана
    lcd.begin(16, 2);
    // устанавливаем курсор в колонку 5, строку 0
    // на самом деле это первая строка, т.к. нумерация начинается с нуля
    lcd.setCursor(5, 0);
    // печатаем  строку
    lcd.print("\x9b\x9c\x9d\x9e\x9f");
}
 
void loop() 
{
    // устанавливаем 0 станицу знакогенератора (стоит по умолчанию) 
    lcd.command(0b101000);
    // ждём 1 секунду
    delay(1000);
    // устанавливаем 1 станицу знакогенератора
    lcd.command(0b101010);
    // ждём 1 секунду
    delay(1000);
}

Полную таблицу символов с кодами можно найти в документации к экрану.

Использование библиотеки LiquidCrystalRus

Совсем не обязательно мучатся со знакогенератором, чтобы вывести русский символ. Для решения проблемы скачайте и установите библиотеку LiquidCrystalRus.

Это копия оригинальной библиотеки LiquidCrystal с добавлением русского языка. Добавленный в библиотеку код трансформирует русские символы UTF8 в правильные коды для текстового экрана.

В качестве примера выведем фразу «Привет, Амперка» на дисплей.

helloAmperkaRus.ino
// подключаем библиотеку LiquidCrystalRus
#include <LiquidCrystalRus.h>
 
// инициализируем объект-экран, передаём использованные 
// для подключения контакты на Arduino в порядке:
// RS, E, DB4, DB5, DB6, DB7
LiquidCrystalRus lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
 
void setup()
{
    // устанавливаем размер (количество столбцов и строк) экрана
    lcd.begin(16, 2);
    // устанавливаем курсор в колонку 5, строку 0
    // на самом деле это первая строка, т.к. нумерация начинается с нуля
    lcd.setCursor(5, 0);
    // печатаем первую строку
    lcd.print("Привет");
    // устанавливаем курсор в колонку 3, строку 1
    // на самом деле это вторая строка, т.к. нумерация начинается с нуля
    lcd.setCursor(3, 1);
    // печатаем вторую строку
    lcd.print("от Амперки");
}
 
void loop()
{
}

Примеры работы для Iskra JS

Для работы с LCD-дисплеем из среды Espruino существует библиотека HD44780.

Вывод текста

Для вывода программы приветствия, воспользуйтесь скриптом:

hello-world.js
// создаём переменную для работы с дисплеем
// HD44780 — контроллер монохромных жидкокристаллических знакосинтезирующих дисплеев
var lcd = require("HD44780").connect(P12,P11,P5,P4,P3,P2);
// печатем первую строку
lcd.print("Hello world");
// устанавливаем курсор в колонку 0, строку 1
// на самом деле это вторая строка, т.к. нумерация начинается с нуля
lcd.setCursor(0, 1);
// печатаем вторую строку
lcd.print("Do It Yourself");

Кирилица

Вывод кирилицы на дисплей с помощью платформы Iskra JS доступен через встроенную в дисплей таблицу знакогенератора.

Таблица знакогенератора

Дисплейный модуль хранит в памяти две страницы знакогенератора, которые состоят из различных символов и букв. Для вывода символа на дисплей необходимо передать его номер в шестнадцатеричной системе из таблицы знакогенератора.

Так букве Я соответствует код B1 в шестнадцатеричной системе. Чтобы передать на экран строку «Яndex», необходимо в явном виде с помощью последовательности \x## встроить в строку код символа:

lcd.print("\xB1ndex");

Вы можете смешивать в одной строке обычные символы и явные коды как угодно. Единственный нюанс в том, что после того, как компилятор в строке видит последовательность \x, он считывает за ним все символы, которые могут являться разрядами шестнадцатеричной системы даже если их больше двух. Из-за этого нельзя использовать символы из диапазона 0–9 и A–F следом за двузначным кодом символа, иначе на дисплее отобразится неправильная информация. Чтобы обойти этот момент, можно использовать тот факт, что две строки записанные рядом склеиваются.

Сравните две строки кода для вывода надписи «Яeee»:

lcd.print("\xB1eee"); // ошибка
lcd.print("\xB1"+"eee"); // правильно

Используя полученную информацию выведем на дисплей сообщение «Привет, Амперка!»:

hello-amperka-rus-character-generator.js
// создаём переменную для работы с дисплеем
// HD44780 — контроллер монохромных жидкокристаллических знакосинтезирующих дисплеев
var lcd = require("HD44780").connect(P12,P11,P5,P4,P3,P2);
// устанавливаем курсор в колонку 5, строку 0
// на самом деле это первая строка, т.к. нумерация начинается с нуля
lcd.setCursor(5, 0);
// печатаем первую строку
lcd.print("\xA8"+"p"+"\xB8\xB3"+"e\xBF");
// устанавливаем курсор в колонку 3, строку 1
// на самом деле это вторая строка, т.к. нумерация начинается с нуля
lcd.setCursor(3, 1);
// печатаем вторую строку
lcd.print("o\xBF"+" A\xBC\xBE"+"ep\xBA\xB8");;

Переключение страниц знакогенератора

Дисплейный модуль хранит в памяти две страницы знакогенератора. По умолчанию установлена нулевая страница. Для переключения между страницами используйте методы:

// переключение с нулевой страницы на первую
command(0x101010);
// переключение с первой страницы на нулевую
command(0x101000);

Дисплей не может одновременно отображать символы разных страниц.

Рассмотрим пример, в котором одна и та же строка будет отображаться по-разному — в зависимости от выбранной страницы.

change-page-character-generator.js
// создаём переменную для работы с дисплеем
// HD44780 — контроллер монохромных жидкокристаллических знакосинтезирующих дисплеев
var lcd = require("HD44780").connect(P12,P11,P5,P4,P3,P2);
// создаём переменную состояния
var state = false;
// устанавливаем курсор в колонку 5, строку 0
// на самом деле это первая строка, т.к. нумерация начинается с нуля
lcd.setCursor(5, 0);
// печатаем первую строку
lcd.print("\x9b\x9c\x9d\x9e\x9f");
 
setInterval(function() {
  // каждую секунду меняем переменую состояния
  state = !state;
  // вызываем функцию смены адреса страницы
  lcdChangePage();
}, 1000);
 
function lcdChangePage () {
  if (state) {
    // устанавливаем 0 станицу знакогенератора (стоит по умолчанию) 
    lcd.write(0b101000, 1);
  } else {
    // устанавливаем 1 станицу знакогенератора
    lcd.write(0b101010, 1);
  }
}

Полную таблицу символов с кодами можно найти в документации к экрану.

Комнатный термометр

Дисплей удобен для отображения показаний модулей и сенсоров. Сделаем задатки «Умного Дома», а именно «комнатный термометр».

Что понадобится

Как собрать

  1. Возьмите Troyka Shield и установите сверху на управляющую плату — Arduino или Iskra JS.
  2. Подключите текстовый экран к управляющей платформе, используя схему подключения дисплея
  3. Подключите аналоговый термометр к управляющей плате через 3-проводной шлейф к аналоговому пину A0. В итоге должна получится схема.
  4. Прошейте управляющую платформу кодом, приведённым ниже.

Скетч для Arduino

thermometerRoom.ino
// подключаем стандартную библиотеку LiquidCrystal
#include <LiquidCrystal.h>
 
// инициализируем объект-экран, передаём использованные 
// для подключения контакты на Arduino в порядке:
// RS, E, DB4, DB5, DB6, DB7
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
 
// пин датчика температуры
#define TEMPERATURE_PIN  A0
 
void setup()
{
  // устанавливаем размер (количество столбцов и строк) экрана
  lcd.begin(16, 2);
}
 
void loop()
{
  // очищаем дисплей
  lcd.clear();
  // устанавливаем курсор в колонку 3, строку 0
  // на самом деле это первая строка, т.к. нумерация начинается с нуля
  lcd.setCursor(3, 0);
  // считываем показания с датчика температуры
  int sensorADC = analogRead(A0);
  // переводим значения с АЦП в вольты
  float sensorVoltage = sensorADC * (5.0 / 1023.0);
  // переводим вольты в градусы цельсия
  int temperature = (sensorVoltage - 0.5) * 100;
  // выводим результат на дисплей
  lcd.print("Temp=");
  lcd.print(temperature);
  lcd.print("\x99""C");
  delay(500);
}

Скрипт для Iskra JS

thermometerRoom.js
// создаём переменную для работы с дисплеем
// HD44780 — контроллер монохромных жидкокристаллических знакосинтезирующих дисплеев
var lcd = require("HD44780").connect(P12,P11,P5,P4,P3,P2);
 
// создаём переменную для работы с датчиком температуры
var thermometer = require('@amperka/thermometer')
 .connect(A0);
 
// каждую секунду считываем данные с датчика температуры и выводим на дисплей
setInterval(function() {
  var celsius = thermometer.read('C');
  lcd.setCursor(3, 0);
  lcd.print("Temp="+ celsius.toFixed(0) + "\x99"+"C");
}, 1000);

Характеристики

  • Напряжение питания: 3,3—5 В
  • Максимальный ток потребления: 1 мА
  • Потребляемый ток подсветки: 100 мА
  • Индикация: 2 строки по 16 символов. Символы отображаются в матрице 5×8 точек
  • Габариты: 84×44×13 мм

Ресурсы