「電子DIY」使用帶ESP32的16×2I2C液晶顯示器
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幾周前，研究了一下ESP32模塊建立了一個(gè)簡(jiǎn)單的hello world程序來(lái)熟悉板子。今天，我們將繼續(xù)在更高的層次上探索ESP32，我們將研究如何將16×2液晶顯示器與它連接起來(lái)。
I2C 16×2液晶顯示器
這可能是最受歡迎的液晶顯示器制造商之一，也是最受歡迎的液晶顯示器制造商之一。在今天的教程中，我們將使用I2C基于16×2液晶顯示器顯示器，因?yàn)樗枰奖愕牟季€(xiàn)。它只使用四個(gè)管腳，而其他版本的顯示器需要至少7個(gè)管腳連接到微控制器板上。
必須是ESP32 DevKit V1
ESP32以模塊形式出現(xiàn)，就像它的前身ESP-12e一樣，因?yàn)槭褂迷撃K通常需要一個(gè)轉(zhuǎn)接板。因此，當(dāng)它要在沒(méi)有定制PCB的應(yīng)用程序中使用時(shí)，使用基于它的開(kāi)發(fā)板會(huì)更容易。在今天的教程中，我們將使用必須是ESP32 DevKit V1它是最受歡迎的ESP32開(kāi)發(fā)板之一。
為了演示I2C驅(qū)動(dòng)的LCD和NodeMCU的使用，我們將研究如何在LCD上顯示靜態(tài)和滾動(dòng)消息。
所需組件建設(shè)本項(xiàng)目需要以下組成部分：；
必須是ESP32 DevKit V1板
試驗(yàn)板
16×2i2c液晶顯示器
跨接導(dǎo)線(xiàn)
試驗(yàn)板要求是可選的，因?yàn)槟梢赃x擇使用母跳線(xiàn)將LCD直接連接到DOIT devkit板。
示意圖這個(gè)項(xiàng)目的原理圖相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)槲覀冎粚CD連接到doitdevkitv1。因?yàn)槲覀兪褂肐2C進(jìn)行通信，所以我們將把LCD的引腳連接到DevKit的I2C引腳上。按如下所示連接部件。
示意圖
顯示組件連接方式的管腳圖如下所示。
LCD–ESP32
GND - GNDVCC - 3.3v/VinSDA - D2(GPIO4)SCL - D1 (GPIO 5)
由于LCD的電源要求，當(dāng)連接到ESP32的3.3v引腳時(shí)，可能亮度不夠。如果是這種情況，請(qǐng)將LCD的VCC引腳連接到ESP32的Vin引腳，這樣它就可以直接從連接的電源獲取電源。
檢測(cè)LCD的I2C地址在這一點(diǎn)上，需要注意的是，需要一個(gè)特殊的設(shè)置，使您能夠使用Arduino IDE編程基于ESP32的電路板。我們?cè)贓SP32教程簡(jiǎn)介幾周前出版。所以，一定要去看看。
能夠輕松編寫(xiě)與I2C液晶顯示器，我們將使用I2C LCD庫(kù)。該庫(kù)具有使LCD尋址更容易的功能和命令。下載I2C LCD庫(kù)從附加的鏈接安裝到Arduino IDE上，只需將其解壓縮到Arduino的庫(kù)文件夾中即可。
在為項(xiàng)目編寫(xiě)代碼之前，了解I2C地址因?yàn)闆](méi)有它我們將無(wú)法與顯示器對(duì)話(huà)。
雖然有些液晶顯示器上有顯示的地址或賣(mài)家提供的地址，但在沒(méi)有地址的情況下，您可以使用一個(gè)簡(jiǎn)單的草圖來(lái)確定地址，即****I2C線(xiàn)，以檢測(cè)在其地址旁邊連接的設(shè)備。這個(gè)草圖也是測(cè)試布線(xiàn)正確性或確定LCD是否正常工作的好方法。
復(fù)制下面的代碼并粘貼到Arduino IDE中。
#include <Wire.h>
void setup() {
Wire.begin();
Serial.begin(115200);
Serial.println("nI2C Scanner");
}
void loop() {
byte error, address;
int nDevices;
Serial.println("Scanning...");
nDevices = 0;
for(address = 1; address < 127; address++ )
{
// The i2c_scanner uses the return value of
// the Write.endTransmisstion to see if
// a device did acknowledge to the address.
Wire.beginTransmission(address);
error = Wire.endTransmission();
if (error == 0) {
Serial.print("I2C device found at address 0x");
if (address<16) {
Serial.print("0");
}
Serial.println(address,HEX);
nDevices++;
}
else if (error==4) {
Serial.print("Unknow error at address 0x");
if (address<16) {
Serial.print("0");
}
Serial.println(address,HEX);
}
}
if (nDevices == 0) {
Serial.println("No I2C devices foundn");
}
else {
Serial.println("donen");
}
delay(5000);
}
這個(gè)草圖基本上使用一個(gè)“for”循環(huán)來(lái)生成一個(gè)地址列表，然后向地址發(fā)送一個(gè)begin transmission請(qǐng)求。的返回值Write.endTransmission（）函數(shù)顯示該地址上是否存在設(shè)備。收到響應(yīng)的地址就是我們要查找的地址。
驗(yàn)證并將代碼上載到ESP32板并打開(kāi)串行監(jiān)視器。您應(yīng)該看到如下圖所示的地址：
設(shè)備地址
如果你總是“找不到任何設(shè)備”，那么看看這些連接，以確保你沒(méi)有把事情弄混，你也可以繼續(xù)嘗試0x27個(gè)作為I2C地址. 這是大多數(shù)來(lái)自中國(guó)的I2C LCD模塊的通用地址。
有了地址，我們現(xiàn)在可以為這個(gè)項(xiàng)目編寫(xiě)代碼了。
代碼我們今天教程的任務(wù)是在LCD上顯示靜態(tài)和滾動(dòng)文本，為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，我們將使用I2C LCD庫(kù)來(lái)減少需要編寫(xiě)的代碼量。我們將寫(xiě)兩個(gè)單獨(dú)的草圖；一個(gè)展示靜態(tài)文本另一個(gè)同時(shí)顯示靜態(tài)和滾動(dòng)文本 .
靜態(tài)文本為了從靜態(tài)文本顯示的草圖開(kāi)始，我們通過(guò)包含要用于它的庫(kù)（在本例中是i2clcd庫(kù)）來(lái)開(kāi)始代碼。
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
接下來(lái)，我們創(chuàng)建一個(gè)I2CLCD庫(kù)類(lèi)的實(shí)例，其中包含顯示器的地址、顯示器的列數(shù)（本例中為16列）和行數(shù)（本例中為2行）作為參數(shù)。
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
完成后，我們進(jìn)入虛空設(shè)置（）功能。在這里，我們初始化顯示器并發(fā)出命令打開(kāi)背光，因?yàn)楦鶕?jù)LCD的不同，背光燈在默認(rèn)情況下可能是關(guān)閉的。
void setup(){
// initialize LCD
lcd.init();
// turn on LCD backlight
lcd.backlight();
}
接下來(lái)是無(wú)效循環(huán)（）功能。循環(huán)代碼背后的思想很簡(jiǎn)單，我們首先將光標(biāo)設(shè)置到顯示的列和行，然后使用lcd.print（）功能。為了允許文本在重新加載循環(huán)之前在屏幕上停留一段時(shí)間（因此它是可見(jiàn)的），我們延遲了1000毫秒 .
void loop(){
// set cursor to first column, first row
lcd.setCursor(0, 0);
// print message
lcd.print("Hello, World!");
delay(1000);
// clears the display to print new message
}
項(xiàng)目的完整代碼可以在下面找到，也可以在下載部分下附加。
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
// set LCD address, number of columns and rows
// if you don't know your display address, run an I2C scanner sketch
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
void setup(){
// initialize LCD
lcd.init();
// turn on LCD backlight
lcd.backlight();
}
void loop(){
// set cursor to first column, first row
lcd.setCursor(0, 0);
// print message
lcd.print("Hello, World!");
delay(1000);
// clears the display to print new message
}
滾動(dòng)文本對(duì)于滾動(dòng)文本，我們將使用 壞桑托斯屬于 RandomNerdTutorials.com網(wǎng)站. 此代碼允許在第一行顯示靜態(tài)文本，同時(shí)在第二行顯示滾動(dòng)文本。
和往常一樣，我們首先包括我們將用于草圖的庫(kù)，在本例中是相同的I2C LCD庫(kù) .
/*********
Rui Santos
<blockquote class="wp-embedded-content" data-secret="B8ira1D4ho"><a href="https://randomnerdtutorials.com/">Home</a></blockquote><iframe title="“Home” — Random Nerd Tutorials" class="wp-embedded-content" sandbox="allow-scripts" security="restricted" style="position: absolute; clip: rect(1px, 1px, 1px, 1px);" src="https://randomnerdtutorials.com/embed/#?secret=B8ira1D4ho" data-secret="B8ira1D4ho" width="600" height="338" frameborder="0" marginwidth="0" marginheight="0" scrolling="no"></iframe>
*********/
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
接下來(lái)，我們創(chuàng)建一個(gè)I2CLCD庫(kù)類(lèi)的實(shí)例，其中包含顯示器的地址、顯示器的列數(shù)（本例中為16列）和行數(shù)（本例中為2行）作為參數(shù)。
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
接下來(lái)，我們創(chuàng)建變量來(lái)保存要顯示的消息。
String messageStatic = "Static message";
String messageToScroll = "This is a scrolling message with more than 16 characters";
接下來(lái)，我們創(chuàng)建函數(shù)來(lái)顯示滾動(dòng)文本。該函數(shù)接受四個(gè)參數(shù)：顯示滾動(dòng)文本的行、要顯示的文本、字符移動(dòng)之間的延遲時(shí)間以及LCD的列數(shù)。
void scrollText(int row, String message, int delayTime, int lcdColumns) {
for (int i=0; i < lcdColumns; i++) {
message = " " + message;
}
message = message + " ";
for (int pos = 0; pos < message.length(); pos++) {
lcd.setCursor(0, row);
lcd.print(message.substring(pos, pos + lcdColumns));
delay(delayTime);
}
}
接下來(lái)是空虛設(shè)置（）功能。當(dāng)我們初始化顯示器并打開(kāi)背光時(shí)，該功能與靜態(tài)文本顯示的功能相同。
void setup(){
// initialize LCD
lcd.init();
// turn on LCD backlight
lcd.backlight();
}
完成后，我們就去無(wú)效循環(huán)（）功能。我們首先設(shè)置光標(biāo)，然后使用print函數(shù)顯示靜態(tài)文本和 滾動(dòng)文本（）函數(shù)來(lái)顯示滾動(dòng)文本
void loop(){
// set cursor to first column, first row
lcd.setCursor(0, 0);
// print static message
lcd.print(messageStatic);
// print scrolling message
scrollText(1, messageToScroll, 250, lcdColumns);
}
下面提供了該草圖的完整代碼，也可以在本教程的下載部分中找到。
// Adapted from the code by
// Rui Santos
// https://randomnerdtutorials.com
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
// if you don't know your display address, run an I2C scanner sketch
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
String messageStatic = "Static message";
String messageToScroll = "This is a scrolling message with more than 16 characters";
// Function to scroll text
// The function acepts the following arguments:
// row: row number where the text will be displayed
// message: message to scroll
// delayTime: delay between each character shifting
// lcdColumns: number of columns of your LCD
void scrollText(int row, String message, int delayTime, int lcdColumns) {
for (int i=0; i < lcdColumns; i++) {
message = " " + message;
}
message = message + " ";
for (int pos = 0; pos < message.length(); pos++) {
lcd.setCursor(0, row);
lcd.print(message.substring(pos, pos + lcdColumns));
delay(delayTime);
}
}
void setup(){
// initialize LCD
lcd.init();
// turn on LCD backlight
lcd.backlight();
}
void loop(){
// set cursor to first column, first row
lcd.setCursor(0, 0);
// print static message
lcd.print(messageStatic);
// print scrolling message
scrollText(1, messageToScroll, 250, 16);
}
演示確保連接正確，連接必須是devkit上傳兩張草圖中的任何一張。您應(yīng)該會(huì)看到這個(gè)顯示出現(xiàn)了如下圖所示的文本。
演示
今天的教程就到此為止。感謝您遵循本教程。這種實(shí)用的LCD顯示屏為您的項(xiàng)目提供了一種很好的視覺(jué)反饋方式，即使屏幕大小和顯示質(zhì)量受到限制，通過(guò)滾動(dòng)功能，您可以增加可以顯示的文本/字符量。
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