Display LCD 1604 16x4 Albastru, controler HD44780, pentru Arduino

Acest display LCD 1604 este un afisaj de caractere cu 16 coloane si 4 linii, cu controler compatibil HD44780 si interfata paralela. Tutorialul de fata arata cum se conecteaza si se foloseste modulul impreuna cu o placa Arduino Uno, platforma potrivita pentru acest tip de afisaj deoarece are suficienti pini digitali disponibili si este placa de referinta pentru biblioteca LiquidCrystal.

Cum functioneaza:

Controlerul HD44780 de pe spatele afisajului primeste comenzi si date prin pinii RS, R/W, E si magistrala de date DB0 - DB7. Cand RS este pe nivel scazut, byte-ul trimis pe magistrala este interpretat ca instructiune, de exemplu stergerea ecranului sau pozitionarea cursorului, iar cand RS este pe nivel ridicat byte-ul este interpretat ca si caracterul de afisat. Pentru a economisi pini, modulul poate fi folosit in modul pe 4 biti, in care doar liniile DB4 - DB7 sunt conectate, iar fiecare byte este trimis in doua transferuri succesive de cate 4 biti. Pinul E trebuie adus pe nivel ridicat si apoi coborat pentru ca fiecare comanda sau caracter sa fie preluat de controler, acest front descrescator fiind momentul in care datele de pe magistrala sunt citite.

Conectare:

Afisajul se alimenteaza la 5 V si foloseste nivele logice de 5 V pentru semnalele RS, E si DB4 - DB7, compatibile direct cu Arduino Uno.

Placa si biblioteci:

Selectati in Arduino IDE placa Arduino Uno, din pachetul Arduino AVR Boards, care vine instalat implicit cu Arduino IDE si nu necesita o adresa suplimentara in Boards Manager. Programul foloseste biblioteca LiquidCrystal, care vine inclusa in Arduino IDE, astfel incat nu trebuie instalata nicio biblioteca suplimentara din Library Manager.

Codul:

Programul initializeaza afisajul in modul pe 4 biti, scrie un text fix pe cele 4 linii si apoi afiseaza un contor care se actualizeaza la fiecare secunda.

/*
  Board: Arduino Uno (Arduino AVR Boards)
  Library: LiquidCrystal (included with Arduino IDE, no extra install needed)
  Wiring (LCD 1604, 4-bit mode):
  VSS -> GND
  VDD -> 5V
  VO  -> potentiometer wiper (contrast)
  RS  -> D12
  RW  -> GND
  E   -> D11
  DB4 -> D5
  DB5 -> D4
  DB6 -> D3
  DB7 -> D2
  A   -> 5V through current limiting resistor
  K   -> GND
*/
#include <LiquidCrystal.h>
// Create LCD object with the pins used above (RS, E, D4, D5, D6, D7)
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
unsigned long lastUpdate = 0;
unsigned int counter = 0;
void setup() {
  // Initialize the LCD for 16 columns and 4 rows
  lcd.begin(16, 4);
  // Print a fixed title on the first two lines
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Sigmanortec.ro");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("LCD 1604 Test");
  lastUpdate = millis();
}
void loop() {
  // Update the counter on line 3 once per second
  if (millis() - lastUpdate >= 1000) {
    lastUpdate = millis();
    counter++;
    // Clear the line area before writing the new value
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("Counter:        ");
    // Write the updated counter value
    lcd.setCursor(9, 2);
    lcd.print(counter);
  }
}

Cum functioneaza codul:

La inceputul programului este creat obiectul lcd de tip LiquidCrystal, cu pinii RS, E, DB4, DB5, DB6 si DB7 declarati exact ca in tabelul de conectare. In functia setup, lcd.begin(16, 4) initializeaza afisajul pentru 16 coloane si 4 linii, dupa care lcd.print scrie textul fix pe primele doua linii, folosind lcd.setCursor pentru a alege coloana si linia de start. In functia loop, variabila counter este incrementata la fiecare secunda, iar lcd.setCursor impreuna cu lcd.print actualizeaza a treia linie cu noua valoare, dupa ce zona respectiva este curatata cu spatii pentru a elimina cifrele vechi ramase de la un numar mai lung.

Rezultat:

Pe afisaj trebuie sa apara textul fix pe primele doua linii si un numar care creste din secunda in secunda pe linia a treia, fara legatura cu monitorul serial, intrucat acest exemplu nu trimite date pe portul serial.

Probleme frecvente:

Afisajul ramane complet alb sau fara text vizibil daca potentiometrul de contrast nu este reglat corect, rotiti-l incet pana cand caracterele devin vizibile.

Caractere aleatoare sau simboluri neclare apar atunci cand pinii de date nu sunt conectati exact in ordinea din cod, verificati corespondenta DB4 - DB7 cu pinii declarati in obiectul LiquidCrystal.

Backlight-ul nu se aprinde daca pinii A si K sunt inversati sau daca lipseste rezistenta de limitare, verificati polaritatea si valoarea rezistentei.

Textul apare dublat sau suprapus atunci cand zona de pe ecran nu este curatata inainte de a scrie o valoare noua mai scurta, completati cu spatii inainte de afisare.

Afisajul nu raspunde deloc daca pinul R/W nu este legat la masa, verificati ca acest pin sa fie conectat fix la GND pentru functionare in modul scriere.

Limitari si sfaturi:

Afisajul este de tip caracter, fara posibilitatea de a desena grafice libere in afara celor 8 caractere speciale definibile de utilizator, iar interfata paralela ocupa un numar relativ mare de pini digitali pe placa de dezvoltare. Pentru proiecte cu mai putini pini disponibili se poate folosi un modul adaptor I2C montat pe header-ul de 16 pini, care reduce conexiunea la doar 4 fire, iar pentru texte lungi sau meniuri se pot folosi efecte de defilare controlate din software.