本文将介绍使用Python通过树莓派控制LCD1602,LCD1602液晶模块相当便宜,关键是它很容易与树莓派(Raspberry Pi)进行接口连接。LCD1602模块有16个引脚,但是我们只需要在树莓派上使用6个GPIO引脚就可完成连接。
大部分的LCD 16×2 模块都采用日立HD44780 LCD控制器作为主控。这使得LCD 1602模块的兼容性非常好,几乎能买到的模块它的工作方式都是一样的。在网上有很多不同背光颜色的模块可以选择。本文采用的是蓝色背光的模块。
LCD 16×2 液晶模块的引脚定义
如上图,这就是LCD 16×2 液晶模块的引脚定义,正如前面所说的,大部分的1602模块的引脚都是一样的。深入了解可阅读: 1602 LCD液晶屏引脚定义图
通常模块需要8条数据线来提供0-7 Bits的数据。幸运的是,该模块可以设置为“4 Bits”模式,允许我们以4 Bits的两个小块来发送数据。这个特性太有用了,因为它可以减少LCD 1602与树莓派交互时的GPIO接口数量。以下是如何连接LCD和树莓派的接口信息:
LCD 引脚 | LCD引脚定义 | Pi 引脚定义 | Pi 引脚 |
01 | GND | GND | P1-06 |
02 | +5V | +5V | P1-02 |
03 | 对比度 | GND | P1-06 |
04 | RS | GPIO7 | P1-26 |
05 | RW | GND | P1-06 |
06 | E | GPIO8 | P1-24 |
07 | Data 0 | ||
08 | Data 1 | ||
09 | Data 2 | ||
10 | Data 3 | ||
11 | Data 4 | GPIO25 | P1-22 |
12 | Data 5 | GPIO24 | P1-18 |
13 | Data 6 | GPIO23 | P1-16 |
14 | Data 7 | GPIO18 | P1-12 |
15 | +5V 跨接 560欧 | ||
16 | GND | P1-06 |
注:RW引脚控制LCD模块进入读或写模式,我们想要把数据发送到LCD模块,但不想把数据发送到树莓派,因此我们把这个引脚接地。同时,树莓派的GPIO引脚是不支持5V电压的,将RW引脚接地,可以确保LCD模块不会将数据针脚拉到5V,避免对树莓派GPIO针脚造成损坏。
为了能够控制LCD模块的对比度,我们可以调整引脚3的电压,范围是在0到5V之间。本文中,我们把这个引脚接地。LCD模块的引脚15,为模块提供5V的背光电压。为了安全本文直接把一个560欧的电阻和这个引脚传接起来了。
线路检查
第一次启动电路之前,最好按如下内容检查一下线路:
- LCD的引脚1 (GND), 引脚3(对比度),引脚5 (RW)和引脚16 (LED -)应该接地。
- LCD的引脚2应该接5V。引脚15应该有一个电阻串联到5V上,目的是保护背光电路。
- LCD的引脚7-10不接。
- LCD的引脚 11-14连接到树莓派的GPIO接口。
Python代码
#!/usr/bin/python #import import RPi.GPIO as GPIO import time # Define GPIO to LCD mapping LCD_RS = 7 LCD_E = 8 LCD_D4 = 25 LCD_D5 = 24 LCD_D6 = 23 LCD_D7 = 18 # Define some device constants LCD_WIDTH = 16 # Maximum characters per line LCD_CHR = True LCD_CMD = False LCD_LINE_1 = 0x80 # LCD RAM address for the 1st line LCD_LINE_2 = 0xC0 # LCD RAM address for the 2nd line # Timing constants E_PULSE = 0.0005 E_DELAY = 0.0005 def main(): # Main program block GPIO.setwarnings(False) GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Use BCM GPIO numbers GPIO.setup(LCD_E, GPIO.OUT) # E GPIO.setup(LCD_RS, GPIO.OUT) # RS GPIO.setup(LCD_D4, GPIO.OUT) # DB4 GPIO.setup(LCD_D5, GPIO.OUT) # DB5 GPIO.setup(LCD_D6, GPIO.OUT) # DB6 GPIO.setup(LCD_D7, GPIO.OUT) # DB7 # Initialise display lcd_init() while True: # Send some test lcd_string("Rasbperry Pi",LCD_LINE_1) lcd_string("16x2 LCD Test",LCD_LINE_2) time.sleep(3) # 3 second delay # Send some text lcd_string("1234567890123456",LCD_LINE_1) lcd_string("abcdefghijklmnop",LCD_LINE_2) time.sleep(3) # 3 second delay # Send some text lcd_string("Basemu.com",LCD_LINE_1) lcd_string("Welcome",LCD_LINE_2) time.sleep(3) # Send some text lcd_string("Welcome to",LCD_LINE_1) lcd_string("Basemu.com",LCD_LINE_2) time.sleep(3) def lcd_init(): # Initialise display lcd_byte(0x33,LCD_CMD) # 110011 Initialise lcd_byte(0x32,LCD_CMD) # 110010 Initialise lcd_byte(0x06,LCD_CMD) # 000110 Cursor move direction lcd_byte(0x0C,LCD_CMD) # 001100 Display On,Cursor Off, Blink Off lcd_byte(0x28,LCD_CMD) # 101000 Data length, number of lines, font size lcd_byte(0x01,LCD_CMD) # 000001 Clear display time.sleep(E_DELAY) def lcd_byte(bits, mode): # Send byte to data pins # bits = data # mode = True for character # False for command GPIO.output(LCD_RS, mode) # RS # High bits GPIO.output(LCD_D4, False) GPIO.output(LCD_D5, False) GPIO.output(LCD_D6, False) GPIO.output(LCD_D7, False) if bits&0x10==0x10: GPIO.output(LCD_D4, True) if bits&0x20==0x20: GPIO.output(LCD_D5, True) if bits&0x40==0x40: GPIO.output(LCD_D6, True) if bits&0x80==0x80: GPIO.output(LCD_D7, True) # Toggle 'Enable' pin lcd_toggle_enable() # Low bits GPIO.output(LCD_D4, False) GPIO.output(LCD_D5, False) GPIO.output(LCD_D6, False) GPIO.output(LCD_D7, False) if bits&0x01==0x01: GPIO.output(LCD_D4, True) if bits&0x02==0x02: GPIO.output(LCD_D5, True) if bits&0x04==0x04: GPIO.output(LCD_D6, True) if bits&0x08==0x08: GPIO.output(LCD_D7, True) # Toggle 'Enable' pin lcd_toggle_enable() def lcd_toggle_enable(): # Toggle enable time.sleep(E_DELAY) GPIO.output(LCD_E, True) time.sleep(E_PULSE) GPIO.output(LCD_E, False) time.sleep(E_DELAY) def lcd_string(message,line): # Send string to display message = message.ljust(LCD_WIDTH," ") lcd_byte(line, LCD_CMD) for i in range(LCD_WIDTH): lcd_byte(ord(message[i]),LCD_CHR) if __name__ == '__main__': try: main() except KeyboardInterrupt: pass finally: lcd_byte(0x01, LCD_CMD) lcd_string("Goodbye!",LCD_LINE_1) GPIO.cleanup()
将Python代码复制保存为“lcd1602_rpi.py”,然后可以使用命令:
sudo lcd1602_rpi.py
如果使用上面这段代码,唯一需要更改的是GPIO 引脚的映射关系,这需要你确定你是用的具体是哪些 GPIO引脚。可查阅: 树莓派3的外围I/O数据接口效果如下图:
补充说明:当向LCD发送命令时,RS为低电平,而发送字符时RS为高电平。RW总是为低电平,以确保我们只向模块输入数据。8 bit 字节一次发送4 bits,分别是前4 bits和后4 bits。你还可以在代码中添加延迟时间,这样可以确保LCD模块能够在信号更改时及时作出响应。以上代码采用的是 Python 2 完成。
调试时,尝试将E_PULSE和E_DELAY的参数从0.0005调整为0.001。有的LCD模块对这个时间很敏感,如果太小可能不会启动。对比度调节,可以把对比度针脚的电压调整到0V和3.3V之间。