如何用樹莓派驅(qū)動16x2 LCD

概述

向任何項目添加LCD會立即使它提高一個檔次。本教程說明了如何使用6個GPIO引腳將廉價的HDD44780兼容LCD連接到Raspberry Pi。盡管還有其他方法可以使用I2C或UART進行連接，但這是直接使用裸機的最直接方法。

此技術(shù)：

允許使用廉價LCD

不需要任何 i2c驅(qū)動程序

不會竊取Pi上唯一的串行端口。

示例Python代碼發(fā)送日期，時間和Pi的IP地址到顯示器。如果您在無頭模式下運行Pi，一眼就能確定IP地址非常方便。

要遵循本教程，您將需要

標(biāo)準(zhǔn)LCD 16x2 +其他功能

Pi T-Cobbler Plus，Pi Cobbler Plus用于模型B +/Pi 2或原始Pi補鞋匠

（2）半尺寸面包板

連接線

A Raspberry Pi（與所有26pin和40pin Pi兼容

您幾乎可以將任何字符LCD與本教程-適用于16x1、16x2、20x2、20x4 LCD。它不適用于40x4 LCD

將補鞋匠連接到LCD

LCD

每當(dāng)遇到帶有16個連接器的LCD顯示器時，最有可能使用HD44780控制器。這些設(shè)備提供相同的引出線，使其相對易于使用。 LCD使用并行接口，這意味著我們需要樹莓派的許多引腳來控制它。在本教程中，我們將使用4個數(shù)據(jù)引腳（4位模式）和兩個控制引腳。

數(shù)據(jù)引腳很簡單。他們正在將數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示器（高/低切換）。我們將僅使用寫入模式，而不讀取任何數(shù)據(jù)。

寄存器選擇引腳有兩種用途。拉低時，它可以向LCD發(fā)送命令（例如移至或清除屏幕的位置）。這稱為寫指令或命令寄存器。當(dāng)以另一種方式切換（1）時，寄存器選擇引腳進入數(shù)據(jù)模式，并將其用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到屏幕。

讀/寫引腳將被拉低（僅寫）。 ），因為我們只希望基于此設(shè)置寫入LCD。

啟用引腳將被切換為將數(shù)據(jù)寫入寄存器。

LCD引腳排列

接地

VCC- 5v不是3.3v

電位器的對比度調(diào)整（VO）

寄存器選擇（RS）。 RS = 0：命令，RS = 1：數(shù)據(jù)

讀/寫（R/W）。 R/W = 0：寫，R/W = 1：讀（我們將不使用此引腳）

時鐘（啟用）。觸發(fā)下降沿

位0 （4位操作中不使用）

位1 （4位操作中不使用）

位2 （在4位操作中不使用）

位3 （在4位操作中不使用）

第4位

第5位

第6位

第7位

背光LED陽極（ +）

背光LED陰極（-）

在接線前，請檢查LCD是否具有LED背光，而不是EL背光。 LED背光使用10-40mA的功率，EL背光使用200 + ma！ EL背光燈通常價格便宜但無法使用，請確保不要使用背光燈，否則Pi會過載。一些帶有LED背光的廉價LCD在LCD模塊的背光上沒有電阻，如果不確定，請在15針和5V引腳之間連接一個1Kohm電阻，而不是直接連接。 所有Adafruit液晶顯示器都具有帶內(nèi)置電阻器的LED背光燈，因此您不需要額外的電阻器！

5v LCD vs 3.3v Pi

樹莓派GPIO設(shè)計for3.3v，但我們的LCD是5v設(shè)備。 使用5v顯示屏很好，但前提是我們要從Pi向外發(fā)送數(shù)據(jù)。我們不會在補鞋匠上使用3.3v電源軌，我們將顯示器的 RW （讀/寫）引腳連接到GND，因為我們不希望顯示器發(fā)送5v信號進入Pi。

別越過溪流！

接線圖

首先，將補鞋匠電源引腳連接到面包板電源導(dǎo)軌。補鞋匠提供的+ 5.0V連接至紅色條紋導(dǎo)軌（紅色線），補鞋匠提供的GND連接至藍色條紋導(dǎo)軌（黑色線）

為了將數(shù)據(jù)發(fā)送至LCD，我們將其接線為遵循

LCD的引腳＃1接地

LCD的引腳＃2達到+ 5V

引腳＃3（Vo）連接到電位計的中間

4號針（RS）連接到補鞋匠＃22

Pin＃5（RW）接地

Pin ＃6（EN）連接到補鞋匠＃17

跳過LCD引腳＃7，＃8，＃9和＃10

引腳＃11（D4）連接到補鞋匠＃25

Pin＃12（D5）連接到Cobbler＃24

Pin＃13（D6）連接到Cobber＃23

Pin＃14（D7）連接到Cobber＃18

針＃15（LED +）轉(zhuǎn)到+ 5V（紅線）

針＃16（LED-）接地（黑色線）

然后連接電位計，左引腳接地（黑線），右引腳接地+ 5V（紅線）

以下是T-Cobbler Plus版本的草圖：

》素描以26針的補鞋匠覆盆子Pi（v1，v2）

準(zhǔn)備LCD

開始之前，請進行以下操作確保您有一個帶0.1“公頭的排針和一個10K電位器。所有Adafruit字符LCD都帶有這些部件，因此您應(yīng)該一切順利。

大多數(shù)LCD都有頂部有16個針腳的條帶，如果標(biāo)頭稍長，請將其斷開，直到其正確的長度

接下來，您需要將接頭連接到LCD。 您必須執(zhí)行此操作，僅嘗試“壓入” LCD是不可行的！

首先連接補鞋匠的 5V 和 GND 線到面包板。然后將針腳＃1，＃2和＃15，＃16連接到面包板電源導(dǎo)軌，如圖所示。背光應(yīng)點亮。如果沒有，請檢查接線！

接下來，進行對比電位計，如上圖所示，中間引腳連接到LCD引腳＃3，另兩個引腳連接到5V并接地。

扭轉(zhuǎn)電位計，直到您看到LCD的第一行充滿了方框。如果看不到方框，請檢查接線！

完成 RS，RW，EN，D4，D5，D6，和 D7 引腳的接線，如圖所示

就是這樣！現(xiàn)在您可以運行Python腳本在屏幕上繪制文本了！

必要的軟件包

最新的Raspbian

您的Pi必須運行最新版本的Raspbian。本教程使用Raspbian Stretch（2018年11月）編寫。如果尚未為Raspberry Pi準(zhǔn)備SD卡，請查閱我們的指南。安裝完成后，請確保并運行以下命令以確保您的安裝軟件包是最新的。

下載：文件

復(fù)制代碼

$ sudo apt-get update -y

$ sudo apt-get upgrade -y $ sudo apt-get update -y

$ sudo apt-get upgrade -y

安裝pip3

pip3已與完整的Raspbian安裝一起安裝，但Raspbian Lite并未安裝包括pip3，因此需要按如下所示進行安裝。

下載：文件

復(fù)制代碼

$ sudo apt-get install python3-pip $ sudo apt-get install python3-pip

安裝adafruit-blinka

下載：文件

復(fù)制代碼

$ sudo pip3 install adafruit-blinka $ sudo pip3 install adafruit-blinka

安裝adafruit-circuitpython-charlcd

下載：文件

C opy代碼

$ sudo pip3 install adafruit-circuitpython-charlcd $ sudo pip3 install adafruit-circuitpython-charlcd

Python腳本

以下代碼可以下載到您的樹莓派上，并運行以在LCD顯示屏上獲取機器的日期，時間和IP地址。

代碼

下載：Project Zip 或 Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi.py | 在Github上查看

復(fù)制代碼

from subprocess import Popen， PIPE

from time import sleep

from datetime import datetime

import board

import digitalio

import adafruit_character_lcd.character_lcd as characterlcd

# Modify this if you have a different sized character LCD

lcd_columns = 16

lcd_rows = 2

# compatible with all versions of RPI as of Jan. 2019

# v1 - v3B+

lcd_rs = digitalio.DigitalInOut（board.D22）

lcd_en = digitalio.DigitalInOut（board.D17）

lcd_d4 = digitalio.DigitalInOut（board.D25）

lcd_d5 = digitalio.DigitalInOut（board.D24）

lcd_d6 = digitalio.DigitalInOut（board.D23）

lcd_d7 = digitalio.DigitalInOut（board.D18）

# Initialise the lcd class

lcd = characterlcd.Character_LCD_Mono（lcd_rs， lcd_en， lcd_d4， lcd_d5， lcd_d6，

lcd_d7， lcd_columns， lcd_rows）

# looking for an active Ethernet or WiFi device

def find_interface（）：

find_device = “ip addr show”

interface_parse = run_cmd（find_device）

for line in interface_parse.splitlines（）：

if “state UP” in line：

dev_name = line.split（‘：’）［1］

return dev_name

# find an active IP on the first LIVE network device

def parse_ip（）：

find_ip = “ip addr show %s” % interface

find_ip = “ip addr show %s” % interface

ip_parse = run_cmd（find_ip）

for line in ip_parse.splitlines（）：

if “inet ” in line：

ip = line.split（‘ ’）［5］

ip = ip.split（‘/’）［0］

return ip

# run unix shell command， return as ASCII

def run_cmd（cmd）：

p = Popen（cmd， shell=True， stdout=PIPE）

output = p.communicate（）［0］

return output.decode（‘a(chǎn)scii’）

# wipe LCD screen before we start

lcd.clear（）

# before we start the main loop - detect active network device and ip address

sleep（2）

interface = find_interface（）

ip_address = parse_ip（）

while True：

# date and time

lcd_line_1 = datetime.now（）.strftime（‘%b %d %H：%M：%S ’）

# current ip address

lcd_line_2 = “IP ” + ip_address

# combine both lines into one update to the display

lcd.message = lcd_line_1 + lcd_line_2

sleep（2）

from subprocess import Popen， PIPE

from time import sleep

from datetime import datetime

import board

import digitalio

import adafruit_character_lcd.character_lcd as characterlcd

# Modify this if you have a different sized character LCD

lcd_columns = 16

lcd_rows = 2

# compatible with all versions of RPI as of Jan. 2019

# v1 - v3B+

lcd_rs = digitalio.DigitalInOut（board.D22）

lcd_en = digitalio.DigitalInOut（board.D17）

lcd_d4 = digitalio.DigitalInOut（board.D25）

lcd_d5 = digitalio.DigitalInOut（board.D24）

lcd_d6 = digitalio.DigitalInOut（board.D23）

lcd_d7 = digitalio.DigitalInOut（board.D18）

# Initialise the lcd class

lcd = characterlcd.Character_LCD_Mono（lcd_rs， lcd_en， lcd_d4， lcd_d5， lcd_d6，

lcd_d7， lcd_columns， lcd_rows）

# looking for an active Ethernet or WiFi device

def find_interface（）：

find_device = “ip addr show”

interface_parse = run_cmd（find_device）

for line in interface_parse.splitlines（）：

if “state UP” in line：

dev_name = line.split（‘：’）［1］

return dev_name

# find an active IP on the first LIVE network device

def parse_ip（）：

find_ip = “ip addr show %s” % interface

find_ip = “ip addr show %s” % interface

ip_parse = run_cmd（find_ip）

for line in ip_parse.splitlines（）：

if “inet ” in line：

ip = line.split（‘ ’）［5］

ip = ip.split（‘/’）［0］

return ip

# run unix shell command， return as ASCII

def run_cmd（cmd）：

p = Popen（cmd， shell=True， stdout=PIPE）

output = p.communicate（）［0］

return output.decode（‘a(chǎn)scii’）

# wipe LCD screen before we start

lcd.clear（）

# before we start the main loop - detect active network device and ip address

sleep（2）

interface = find_interface（）

ip_address = parse_ip（）

while True：

# date and time

lcd_line_1 = datetime.now（）.strftime（‘%b %d %H：%M：%S ’）

# current ip address

lcd_line_2 = “IP ” + ip_address

# combine both lines into one update to the display

lcd.message = lcd_line_1 + lcd_line_2

sleep（2）

下載代碼

為了簡單起見，將此文件放在您的主目錄中。 wget命令使事情變得簡單。

下載：文件

復(fù)制代碼

$ wget https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Adafruit_Learning_System_Guides/master/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi.py $ wget https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Adafruit_Learning_System_Guides/master/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi.py

運行代碼

以下命令將啟動該程序，您應(yīng)該會看到LCD顯示屏上顯示了日期，時間和IP地址。

下載：文件

復(fù)制代碼

$ sudo python3 。/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi.py $ sudo python3 。/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi.py

在每次啟動時顯示時間和IP

擁有一個可以手動運行的腳本是一件好事，但花時間和時間來做不是很好Raspberry Pi啟動時，顯示屏上會彈出IP地址嗎？這是使用初始化腳本完成的，該腳本在每次Raspberry Pi啟動時都會運行我們的Python代碼。

下載服務(wù)文件

以下命令將使您可以將lcd.service文件直接下載到您的Pi。 p》

下載：文件

復(fù)制代碼

$ wget https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Adafruit_Learning_System_Guides/master/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi/lcd.service $ wget https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Adafruit_Learning_System_Guides/master/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi/lcd.service

下載：Project Zip 或 lcd.service | 在Github上查看

復(fù)制代碼

［Unit］

Description=LCD date|time|ip

Requires=network-online.target

After=network-online.target

［Service］

ExecStart=/usr/bin/python3 Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi.py

WorkingDirectory=/home/pi

StandardOutput=inherit

StandardError=inherit

Restart=always

User=pi

［Install］

WantedBy=network-online.target

［Unit］

Description=LCD date|time|ip

Requires=network-online.target

After=network-online.target

［Service］

ExecStart=/usr/bin/python3 Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi.py

WorkingDirectory=/home/pi

StandardOutput=inherit

StandardError=inherit

Restart=always

User=pi

［Install］

WantedBy=network-online.target

放置lcd.service文件

lcd.service文件需要復(fù)制到正確的位置，并且可以使用systemctl命令來啟動|停止|啟用服務(wù)。在啟用此功能之前，最好先進行測試，因為系統(tǒng)上的路徑可能存在細(xì)微差別。

下載：文件

復(fù)制代碼

$ sudo cp lcd.service /etc/systemd/system $ sudo cp lcd.service /etc/systemd/system

測試lcd.service

下載：文件

復(fù)制代碼

$ sudo systemctl daemon-reload

$ sudo systemctl start lcd.service

$ ps auxww | grep -i 16x2 $ sudo systemctl daemon-reload

$ sudo systemctl start lcd.service

$ ps auxww | grep -i 16x2

以下命令讀取對服務(wù)文件的更新，啟動lcd.service并確認(rèn)該進程正在運行。如果腳本顯示在“ ps”命令輸出中，則說明您已正確完成所有操作，現(xiàn)在可以啟用服務(wù)并重新啟動。該服務(wù)應(yīng)在啟動時自動激活。

啟用lcd.service

下載：文件

復(fù)制代碼

$ sudo systemctl enable lcd.service $ sudo systemctl enable lcd.service

現(xiàn)在，每次啟動時，LCD都會在啟動時自動顯示日期/時間/ip地址。這意味著您無需插入監(jiān)視器即可知道何時可以訪問Pi以及IP地址是什么。

時區(qū)

最后，但并非最不重要：我的Pi已配置了UT（通用時間）。我更喜歡根據(jù)我的時區(qū)（山）來查看時間。這是在Pi上為任何位置配置時間的方法。這是一次配置設(shè)置，將在兩次重啟之間保留。

我們可以使用raspi-config輕松設(shè)置時區(qū)。選擇以下內(nèi)容：

本地化選項

更改時區(qū)

大陸/國家/地區(qū)

時區(qū)

運行raspi-config

下載：文件

復(fù)制代碼

$ sudo raspi-config $ sudo raspi-config

責(zé)任編輯：wv