LCD 1604 Blau

Dieses LCD-Display 1604 ist ein Zeichendisplay mit 16 Spalten und 4 Zeilen, mit HD44780-kompatiblem Controller und paralleler Schnittstelle. Dieses Tutorial zeigt, wie man das Modul zusammen mit einem Arduino Uno anschließt und verwendet. Diese Plattform eignet sich gut für diese Art von Display, da sie über genügend freie digitale Pins verfügt und das Referenzboard für die Bibliothek LiquidCrystal ist.

So funktioniert es:

Der HD44780-Controller auf der Rückseite des Displays empfängt Befehle und Daten über die Pins RS, R/W, E und den Datenbus DB0 - DB7. Liegt RS auf LOW-Pegel, wird das auf dem Bus gesendete Byte als Befehl interpretiert, zum Beispiel das Löschen des Bildschirms oder das Positionieren des Cursors. Liegt RS dagegen auf HIGH-Pegel, wird das Byte als anzuzeigendes Zeichen interpretiert. Um Pins zu sparen, kann das Modul im 4-Bit-Modus betrieben werden, bei dem nur die Leitungen DB4 - DB7 angeschlossen sind und jedes Byte in zwei aufeinanderfolgenden Übertragungen zu je 4 Bit gesendet wird. Der Pin E muss auf HIGH-Pegel gesetzt und anschließend wieder auf LOW gezogen werden, damit der Controller jeden Befehl oder jedes Zeichen übernimmt. Bei dieser fallenden Flanke werden die Daten auf dem Bus eingelesen.

Anschluss:

Das Display wird mit 5 V versorgt und verwendet für die Signale RS, E und DB4 - DB7 logische Pegel von 5 V, die direkt mit dem Arduino Uno kompatibel sind.

Board und Bibliotheken:

Wählen Sie in der Arduino IDE das Board Arduino Uno aus dem Paket Arduino AVR Boards aus. Dieses ist standardmäßig in der Arduino IDE installiert und erfordert keine zusätzliche URL im Boards Manager. Das Programm verwendet die Bibliothek LiquidCrystal, die in der Arduino IDE enthalten ist, sodass keine zusätzliche Bibliothek über den Library Manager installiert werden muss.

Der Code:

Das Programm initialisiert das Display im 4-Bit-Modus, schreibt einen festen Text auf die 4 Zeilen und zeigt anschließend einen Zähler an, der sich jede Sekunde aktualisiert.

/*
  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);
  }
}

So funktioniert der Code:

Zu Beginn des Programms wird das Objekt lcd vom Typ LiquidCrystal erstellt, wobei die Pins RS, E, DB4, DB5, DB6 und DB7 genau wie in der Anschlusstabelle deklariert werden. In der Funktion setup initialisiert lcd.begin(16, 4) das Display für 16 Spalten und 4 Zeilen. Danach schreibt lcd.print den festen Text in die ersten beiden Zeilen, wobei lcd.setCursor verwendet wird, um Spalte und Startzeile zu wählen. In der Funktion loop wird die Variable counter jede Sekunde erhöht, und lcd.setCursor aktualisiert zusammen mit lcd.print die dritte Zeile mit dem neuen Wert. Zuvor wird dieser Bereich mit Leerzeichen überschrieben, um alte Ziffern zu entfernen, die von einer längeren Zahl übrig geblieben sind.

Ergebnis:

Auf dem Display muss der feste Text in den ersten beiden Zeilen erscheinen und in der dritten Zeile eine Zahl, die jede Sekunde hochzählt. Der Serielle Monitor wird dafür nicht benötigt, da dieses Beispiel keine Daten über die serielle Schnittstelle sendet.

Häufige Probleme:

Das Display bleibt komplett weiß oder zeigt keinen sichtbaren Text an, wenn das Kontrast-Potentiometer nicht richtig eingestellt ist. Drehen Sie es langsam, bis die Zeichen sichtbar werden.

Zufällige Zeichen oder undeutliche Symbole erscheinen, wenn die Datenpins nicht genau in der Reihenfolge aus dem Code angeschlossen sind. Prüfen Sie die Zuordnung von DB4 - DB7 zu den im Objekt LiquidCrystal deklarierten Pins.

Die Hintergrundbeleuchtung leuchtet nicht, wenn die Pins A und K vertauscht sind oder der Vorwiderstand fehlt. Prüfen Sie die Polarität und den Wert des Widerstands.

Der Text erscheint doppelt oder überlagert, wenn der Bereich auf dem Bildschirm vor dem Schreiben eines neuen, kürzeren Wertes nicht gelöscht wird. Füllen Sie vor der Anzeige mit Leerzeichen auf.

Das Display reagiert überhaupt nicht, wenn der Pin R/W nicht mit Masse verbunden ist. Prüfen Sie, ob dieser Pin fest mit GND verbunden ist, damit der Schreibmodus funktioniert.

Einschränkungen und Tipps:

Das Display ist ein Zeichendisplay und bietet keine Möglichkeit, freie Grafiken zu zeichnen, abgesehen von den 8 vom Benutzer definierbaren Sonderzeichen. Außerdem belegt die parallele Schnittstelle relativ viele digitale Pins auf dem Entwicklungsboard. Für Projekte mit weniger verfügbaren Pins kann ein I2C-Adaptermodul verwendet werden, das auf die 16-polige Stiftleiste aufgesteckt wird und den Anschluss auf nur 4 Drähte reduziert. Für lange Texte oder Menüs können per Software gesteuerte Scroll-Effekte eingesetzt werden.