Подключение модуля LCD Keypad Shield 1602 к Arduino

LCD Keypad Shield — одна из самых популярных плат расширения для ардуино. Она может существенно упростить работу с жидкокристаллическими экранами, позволяя разработчику сосредоточиться на других задачах. В этой статье мы рассмотрим шилд LCD Keypad Shield для дисплея TC 1602 со встроенными 5 управляющими кнопками. Узнаем, как работает эта плата, как ее можно подключить к ардуино, рассмотрим несколько примеров скетчей в реальных проектах.

Рассматриваемый шилд представляет собой плату с встроенными модулями индикации и управления. Индикация осуществляется с помощью LCD-дисплея TC1602, управление – через встроенные кнопки. Есть возможность регулировки яркости дисплея прямо на плате с помощью подстроечного резистора. Плата снабжена разъемами, в которые могут быть подключены другие устройства, например, датчики. Для работы с экраном используются пины 4-10, для определения нажатия кнопок — только один аналоговый пин A0. Свободными являются цифровые пины 0-3, 11-13 и аналоговые пины A1-A5.




Основные области применения шилда: создание управляющих модулей, реализующих настройки устройства с помощью интерфейса меню. Экран шилда можно использовать для вывода информации, получаемой с датчиков, с возможностью выполнения пользователем каких-либо действий путем нажатия на встроенные кнопки. Естественно, можно найти и другие способы использования платы: например, реализовать игру типа тетрис.

Технические характеристики

  • Тип дисплея: LCD 1602, символьный, 4-х битный режим.
  • Разрешение: 16×2 (две строки по 16 символов каждая). Знакоместо 5×8 точек.
  • Цвет дисплея: синий (возможны варианты с желтым и зеленым цветом). Буквы белого цвета.
  • Технология: STN, Transflective, Positive.
  • Контроллер дисплея: HD44780U.
  • Предельная частота обновления экрана: 5Гц
  • Питание дисплея: 5 Вольт
  • Кнопки: 6 кнопок (5 кнопок управления и Reset).
  • Дополнительные элементы: регулировка яркости подсветки (потенциометр).
  • Рабочая температура экрана: от -20 °С до +70 °С;
  • Температура хранения экрана: от -30 °С до +80 °С.

Распиновка LCD shield для подключения к Arduino

 

Подключение LCD keypad к Arduino

 

Контакт дисплея LCD 1602 Описание Контакт на LCD Shield
Пины LCD экрана    
GND Земля
VDD Питание 5В
Contrast Управление контрастом Потенциометр
RS Команды/Данные 8
R/W Чтение/Запись
Enable Включение (активирование) 9
DB0 Не используется
DB1 Не используется
DB2 Не используется
DB3 Не используется
DB4 Дата 1 4
DB5 Дата 2 5
DB6 Дата 3 6
DB7 Дата 4 7
Back LED + Включение подсветки 10
Back LED — Питание подсветки
Пины для кнопок
Кнопка UP Управляющая кнопка A0
Кнопка DOWN Управляющая кнопка A0
Кнопка LEFT Управляющая кнопка A0
Кнопка RIGHT Управляющая кнопка A0
Кнопка SELECT Управляющая кнопка A0
Reset Перезагрузка платы Reset
ICSP ICSP для перепрошивки встроенного микроконтроллера HD44780U
UART Контакты для UART соединения 0, 1

Дополнительные элементы шилда

  • Индикаторный светодиод (включается при подключении питания к плате).
  • Контактные площадки для подключения аналоговых устройств (GND, VSS, пин данных).
  • Потенциометр для регулирования контрастностью экрана.

Подключение платы LCD Shield к Arduino

Подключение шилда очень простое – нужно попасть ножками в соответствующие разъемы платы ардуино и аккуратно совместить их. Ничего дополнительно подсоединять или припаивать не надо. Нужно помнить и учитывать тот факт, что часть пинов зарезервированы для управления дисплеем и кнопками и не может быть использована для других нужд! Для удобства подключения дополнительного оборудования на плате выведены дополнительные разъемы 5В и GND к каждой контактной площадке аналоговых пинов. Это, безусловно, упрощает работу с датчиками. Также можно подключать цифровые устройства через свободные пины 0-3 и 11-13. Подключив шилд, мы можем работать с экраном и кнопками на нем так же, как с отдельными устройствами, учитывая только номера пинов, к которым припаяны соответствующие контакты.



Скетч для экрана на Arduino LCD shield

Для работы с LCD экранами обычно используют популярную библиотеку LiquidCrystal . На этапе инициализации создается объект класса LiquidCrystal, в конструкторе которого мы указываем пины с подключенными контактами экрана. Для нашего шилда требуется использовать такой вариант: LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); Последовательность аргументов конструктора:

  • RS (8)
  • Enable (9)
  • data(4)
  • data(5)
  • data(6)
  • data(7)

Ничего сложного в работе с объектом нет. В setup() мы инициализируем объект, указывая ему количество символов и строк:

Для вывода информации на дисплей используем метод print():

Текст выведется в место текущего нахождения курсора (в начале работы скетча это первая строка и первый символ). Для указания произвольного положения курсора можно использовать функцию setCursor(<столбец>, <строка>):

На плате присутствуют пять управляющих кнопок, работа с которыми ведется через один аналоговый пин A0. В шилде использован достаточно распространенный способ простого кодирования сигнала, при котором каждая кнопка формирует определенное значение напряжения, которое после АЦП преобразуется в соответствующее значение от 0 до 1023. Таким образом, мы можем передавать информацию о нажатии разных кнопок через один пин, считывая его при помощи функции analogRead().

Значения уровня сигнала на пине A0 в зависимости от выбранной кнопки:

Нажатие кнопки Значение на аналоговом пине
RIGHT 0-100
UP 100-200
DOWN 200-400
LEFT 400-600
SELECT 600-800
Клавиша не нажата 800-1023

Пример скетча работы с кнопками LCD Keypad Shield:

 

Оригинал статьи на сайте ArduinoMaster.Ru.

Купить LCD Keypad Shield в интернет-магазине Arduinka.Pro