Arduino 筆記 – Lab9 在 2x16 LCD 上顯示 "Hello World" 訊息

實驗目的

練習使用 HD44780 相容的文字型 LCD(Liquid crystal display)，在 2x16 LCD 上顯示 "Hello World” 訊息。

2x16 LCD 簡介

(圖片來源: arduino.cc)

HD44780 相容的 2x16 LCD 可以顯示兩行訊息，每行 16 個字元，它可以顯示英文字母、希臘字母、標點符號以及數學符號，除了顯示訊息外，它還有其它功能，包括訊息捲動(往左和往右捲動)、顯示游標和 LED背光等。

(圖片來源: LCD 101)

LCD 總共有 14 支接腳，如果內建背光的話是 16 支，這些腳位的功能整理於下表:

腳位編號	名稱	說明
1	Vss	接地 (0V)
2	Vdd	電源 (+5V)
3	Vo 或稱 Vee	對比(0-5V), 可接一顆 1k 電阻，或利可變電阻調整適當的對比
4	RS	Register Select:   1: D0 – D7 當作資料解釋   0: D0 – D7 當作指令解釋
5	R/W	Read/Write mode:   1: 從 LCD 讀取資料   0: 寫資料到 LCD 因為很少從 LCD 這端讀取資料，可將此腳位接地以節省 I/O 腳位。
6	E	Enable
7	D0	Bit 0 LSB
8	D1	Bit 1
9	D2	Bit 2
10	D3	Bit 3
11	D4	Bit 4
12	D5	Bit 5
13	D6	Bit 6
14	D7	Bit 7 MSB
15	A+	背光(串接 330R 電阻到電源)
16	K-	背光(GND)

 

日立 HD44780 相容的 LCD 有 4-bit 和 8-bit 兩種使用模式，使用 4-bit 模式主要的好處是節省 I/O 腳位，通訊的時候只會用到 4 個高位元 (D4-D7)，D0-D3 這四支腳位可以不用接。每個送到 LCD 的資料會被分成兩次傳送 – 先送 4 個高位元，然後才送 4 個低位元。

材料

• 麵包板 x 1
• Arduino 主板 x 1
• HD44780 相容 LCD x 1  (本文所用的為 14 pin 無背光 LCD)
• 旋轉式可變電阻 x 1
• 單心線 x N

接線

• 將 LCD 的 RS, Enable, D4, D5, D6, D7 依序接到 12, 11, 5, 4, 3, 2 等腳位上
• 將 LCD 的 Vss 及 R/W 接到 GND，Vdd 接到 +5V
• 可變電阻中間腳位接到 LCD 的 Vo，剩下的兩支腳位，一支接到 5V，另外一支接到 GND (註：也可以不使用可變電阻，只要在 LCD 的 Vo 上串接一顆 1k ohm 電阻連到 GND 即可)

電路圖

程式碼

要在 LCD 上顯示訊息，會涉及初始化 LCD 、下指令以及傳送資料給 LCD 等工作，Arduino LiquidCrystal Library 已經把這些工作簡化了，所以你不需要知道這些低階的指令。底下的程式在 2x16 LCD 上第一行顯示 "hello, world!” 訊息，並在第二行不斷更新 Arduino 重開之後經過的秒數，使用的是 4-bit 模式(HelloWorld.pde):

如果訊息沒有顯示在螢幕上，或者是模糊朦朧的，首先應該做的事是檢查可變電阻以調整對比。

註：這支是 Arduino 內建的範例程式，點選 File > Examples > LiquidCrystal > HelloWorld 就可以找到。

範例照片／影片

動動腦

1. 接一顆光敏電阻或可變電阻，然後寫一支程式讀取光敏電阻或可變電阻的讀值，並將讀到的數值顯示在 LCD 上。
2. 寫一支 SerialLCD 程式，程式的邏輯是： 接受來自 Serial Port 的資料(從 PC 或筆電端送出)，然後把資料顯示在 LCD 上。
3. 承上題，把 SerialLCD 變成一個網路型的 LCD，讓電腦透過網路就可以把資料丟到 LCD 上顯示。

延伸閱讀

• How to control a HD44780-based Character LCD
• ladyada – Wiring up a character LCD to Arduino
• LCD 101
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