Arduino Uno Lcd 1602 | Step 2: Principle

Hướng dẫn sử dụng màn hình LCD 16×2 với Arduino

Trong hướng dẫn này, các bạn sẽ tìm hiểu cách sử dụng màn hình LCD 16×2 với Arduino, bằng cách sử dụng thư viện LiquidCrystal để điều khiển màn hình.

Qua đó sẽ khám phá các chức năng cơ bản của màn hình LCD 1602 như hiển thị văn bản, di chuyển con trỏ, xóa màn hình và điều chỉnh độ sáng. Bên cạnh đó, các bạn sẽ tìm hiểu cách tạo các ký tự tùy chỉnh trên màn hình LCD arduino.

Để tạo động lực cho Team Arduino KIT ra nhiều bài viết chất lượng hơn, các bạn có thể ủng hộ mình bằng cách Donate qua MoMo, Ngân hàng, Paypal…Nhấn vào link bên dưới nhé.

Sơ đồ đấu nối màn hình LCD 16×2 với Arduino

Arduino Uno R3	LCD 16X2	Biến trở
5V	2, 15	Chân ngoài
GND	1, 16	Chân ngoài
D7
D6
D5
D4
11	EN
12	RS
Vo	Chân giữa

Linh kiện cần thiết làm mạch hiển thị thông tin lên màn hình LCD1602 giao tiếp Arduino

1.1 Vi điều khiển Arduino trong mạch hiển thị thông tin lên màn hình LCD1602 giao tiếp Arduino

Giới thiệu LCD1602 giao tiếp Arduino

Arduino Uno R3 (Dip) có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA. Ở mỗi chân đều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển ATmega328 (mặc định thì các điện trở này không được kết nối).

Các chức năng khác

Arduino Uno R3 là một bảng mạch vi điều khiển nguồn mở dựa trên vi điều khiển Microchip ATmega328 được phát triển bởi Arduino.cc. Bảng mạch được trang bị các bộ chân đầu vào/ đầu ra Digital và Analog có thể giao tiếp với các bảng mạch mở rộng khác nhau. Mạch Arduino Uno thích hợp cho những bạn mới tiếp cận và đam mê về điện tử, lập trình…Dựa trên nền tảng mở do Arduino.cc cung cấp các bạn dễ dàng xây dựng cho mình một dự án nhanh nhất ( lập trình Robot, xe tự hành, điều khiển bật tắt led…).

Chức năng của Arduino R3:

• 2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive – RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông qua 2 chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na chính là kết nối Serial không dây. Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dụng 2 chân này nếu không cần thiết
• Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM với độ phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm analogWrite(). Nói một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như những chân khác.

Các chức năng khác

• Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngoài các chức năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPI với các thiết bị khác.
• LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bấm nút Reset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó được nối với chân số 13. Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng.
• Arduino Uno R3 có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit (0 → 210-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V. Với chân AREF trên board, bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog. Tức là nếu bạn cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chân analog để đo điện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit. Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với các thiết bị khác.

c.Thông số kỹ thuật Arduino Uno R3 (Dip)

Datasheets	Atmega328
Standard Package	27
Category	Integrated Circuits (ICs)
Family	Embedded – Atmel
Series	Atmega
Packaging	Tube
Core Processor	AVR
Core Size	8-Bit
Speed	16MHz
Connectivity	I²C, SPI, UART / USART, USB
Peripherals	Brown-out Detec t/ Reset, HLVD, POR, PWM, WDT
Number of I /O	14
Program Memory Size	32KB
Program Memory Type	FLASH
EEPROM Size	1KB
RAM Size	2K
Voltage – Supply (Vcc/Vdd)	4.2 V ~ 5.5 V
Data Converters	A/D 6 x 10bit
Oscillator Type	Internal
Operating Temperature	-40°C ~ 85°C
Package / Case	28-SOIC (0.295″, 7.50mm Width)
Other Names	Atmega328

Power

• LED: Có 1 LED được tích hợp trên bảng mạch và được nối vào chân D13. Khi chân có giá trị mức cao (HIGH) thì LED sẽ sáng và LED tắt khi ở mức thấp (LOW).
• VIN: Chân này dùng để cấp nguồn ngoài (điện áp cấp từ 7-12VDC).
• 5V: Điện áp ra 5V (dòng điện trên mỗi chân này tối đa là 500mA).
• 3V3: Điện áp ra 3.3V (dòng điện trên mỗi chân này tối đa là 50mA).
• GND: Là chân mang điện cực âm trên board.
• IOREF: Điệp áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino UNO và có thể đọc điện áp trên chân IOREF. Chân IOREF không dùng để làm chân cấp nguồn.

e.Bộ nhớ

Vi điều khiển ATmega328:

• 32 KB bộ nhớ Plash: trong đó bootloader chiếm 0.5KB.
• 2 KB cho SRAM: (Static Random Access Menory): giá trị các biến khai báo sẽ được lưu ở đây. Khai báo càng nhiều biến thì càng tốn nhiều bộ nhớ RAM. Khi mất nguồn dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất.
• 1 KB cho EEPROM: (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory): Là nơi có thể đọc và ghi dữ liệu vào đây và không bị mất dữ liệu khi mất nguồn.

Các chân đầu vào và đầu ra

Trên Board Arduino Uno có 14 chân Digital được sử dụng để làm chân đầu vào và đầu ra và chúng sử dụng các hàm pinMode(), digitalWrite(), digitalRead(). Giá trị điện áp trên mỗi chân là 5V, dòng trên mỗi chân là 20mA và bên trong có điện trở kéo lên là 20-50 ohm. Dòng tối đa trên mỗi chân I/O không vượt quá 40mA để tránh trường hợp gây hỏng board mạch. Ngoài ra, một số chân Digital có chức năng đặt biệt:

• Serial: 0 (RX) và 1 (TX): Được sử dụng để nhận dữ liệu (RX) và truyền dữ liệu (TX) TTL.
• Ngắt ngoài: Chân 2 và 3.
• PWM: 3, 5, 6, 9 và 11 Cung cấp đầu ra xung PWM với độ phân giải 8 bit bằng hàm analogWrite ().
• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Các chân này hỗ trợ giao tiếp SPI bằng thư viện SPI.
• LED: Có 1 LED được tích hợp trên bảng mạch và được nối vào chân D13. Khi chân có giá trị mức cao (HIGH) thì LED sẽ sáng và LED tắt khi ở mức thấp (LOW).
• TWI/I2C: A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với các thiết bị khác.

1.2 LCD1602 cho đề tài mạch hiển thị thông tin lên màn hình LCD1602 giao tiếp Arduino

Giới thiệu

Thông số kỹ thuật

• Điện áp hoạt động là 5 V.
• Kích thước: 80 x 36 x 12.5 mm
• Chữ đen, nền xanh lá
• Khoảng cách giữa hai chân kết nối là 0.1 inch tiện dụng khi kết nối với Breadboard.
• Tên các chân được ghi ở mặt sau của màn hình LCD hổ trợ việc kết nối, đi dây điện.
• Có đèn led nền, có thể dùng biến trở hoặc PWM điều chình độ sáng để sử dụng ít điện năng hơn.
• Có thể được điều khiển với 6 dây tín hiệu
• Có bộ ký tự được xây dựng hổ trợ tiếng Anh và tiếng Nhật, xem thêm HD44780 datasheet để biết thêm chi tiết.

Sơ đồ chân LCD 16×2

Số chân	Ký hiệu chân	Mô tả chân
Vss	Cấp điện 0v
Vcc	Cấp điện 5v
V0	Chỉnh độ tương phản
RS	Lựa chọn thanh ghi địa chỉ hay dữ liệu
RW	Lựa chọn thanh ghi Đọc hay Viết
EN	Cho phép xuất dữ liệu
D0	Đường truyền dữ liệu 0
D1	Đường truyền dữ liệu 1
D2	Đường truyền dữ liệu 2
10	D3	Đường truyền dữ liệu 3
11	D4	Đường truyền dữ liệu 4
12	D5	Đường truyền dữ liệu 5
13	D6	Đường truyền dữ liệu 6
14	D7	Đường truyền dữ liệu 7
15	Chân dương đèn màn hình
16	Chân âm đèn màn hình

• Các chân cấp nguồn: Chân số 1 là chân nối mass (0V), chân thứ 2 là Vdd nối với nguồn+5V. Chân thứ 3 dùng để chỉnh contrast thường nối với biến trở.
• Các chân điều khiển: Chân số 4 là chân RS dùng để điều khiển lựa chọn thanh ghi. ChânR/W dùng để điều khiển quá trình đọc và ghi. Chân E là chân cho phép dạng xung chốt.
• Các chân dữ liệu D7÷D0: Chân số 7 đến chân số 14 là 8 chân dùng để trao đổi dữ liệu giữa thiết bị điều khiển và LCD.

Địa chỉ ba vùng nhớ

• Bộ điều khiển LCD có ba vùng nhớ nội, mỗi vùng có chức năng riêng. Bộ điều khiển phải khởi động trước khi truy cập bất kỳ vùng nhớ nào. a. Bộ nhớ DDRAM
• Bộ nhớ chứa dữ liệu để hiển thị (Display Data RAM: DDRAM) lưu trữ những mã ký tự để hiển thị lên màn hình. Mã ký tự lưu trữ trong vùng DDRAM sẽ tham chiếu với từng bitmap kí tự được lưu trữ trong CGROM đã được định nghĩa trước hoặc đặt trong vùng do người sử dụng định nghĩa. b. Bộ phát kí tự ROM – CGROM
• Bộ phát kí tự ROM (Character Generator ROM: CGROM) chứa các kiểu bitmap cho mỗi kí tự được định nghĩa trước mà LCD có thể hiển thị, như được trình bày bảng mã ASCII. Mã kí tự lưu trong DDRAM cho mỗi vùng kí tự sẽ được tham chiếu đến một vị trí trong CGROM. Ví dụ: mã kí tự số hex 0x53 lưu trong DDRAM được chuyển sang dạng nhị phân 4 bit cao là DB[7:4] = “0101” và 4 bit thấp là DB[3:0] = “0011” chính là kí tự chữ ‘S’ sẽ hiển thị trên màn hình LCD. c. Bộ phát kí tự RAM – CGRAM
• Bộ phát kí tự RAM (Character Generator RAM: CG RAM) cung cấp vùng nhớ để tạo ra 8 kí tự tùy ý. Mỗi kí tự gồm 5 cột và 8 hàng.

Các lệnh điều khiển của LCD

• Lệnh thiết lập chức năng giao tiếp “Function set”:
  • Bit DL (data length) = 1 thì cho phép giao tiếp 8 đường data D7 ÷ D0, nếu bằng 0 thì cho phép giao tiếp 4 đường D7 ÷ D4.
  • Bit N (number of line) = 1 thì cho phép hiển thị 2 hàng, nếu bằng 0 thì cho phép hiển thị 1 hàng.
  • Bit F (font) = 1 thì cho phép hiển thị với ma trận 5×8, nếu bằng 0 thì cho phép hiển thị với ma trận 5×11.
  • Các bit cao còn lại là hằng số không đổi.
• Lệnh xoá màn hình “Clear Display”: khi thực hiện lệnh này thì LCD sẽ bị xoá và bộ đếm địa chỉ được xoá về 0.
  
• Lệnh di chuyển con trỏ về đầu màn hình “Cursor Home”: khi thực hiện lệnh này thì bộ đếm địa chỉ được xoá về 0, phần hiển thị trở về vị trí gốc đã bị dịch trước đó. Nội dung bộ nhớ RAM hiển thị DDRAM không bị thay đổi.
• Lệnh thiết lập lối vào “Entry mode set”: lệnh này dùng để thiết lập lối vào cho các kí tự hiển thị,
  • Bit I/D = 1 thì con trỏ tự động tăng lên 1 mỗi khi có 1 byte dữ liệu ghi vào bộ hiển thị, khi I/D = 0 thì con trỏ sẽ tự động giảm đi 1 mỗi khi có 1 byte dữ liệu ghi vào bộ hiển thị.
  • Bit S = 1 thì cho phép dịch chuyển dữ liệu mỗi khi nhận 1 byte hiển thị.
• Lệnh điều khiển con trỏ hiển thị “Display Control”:
  
  • Bit D: cho phép LCD hiển thị thì D = 1, không cho hiển thị thì bit D = 0.
  • Bit C: cho phép con trỏ hiển thị thì C= 1, không cho hiển thị con trỏ thì bit C = 0.
  • Bit B: cho phép con trỏ nhấp nháy thì B= 1, không cho con trỏ nhấp nháy thì bit B = 0.
  • Với các bit như trên thì để hiển thị phải cho D = 1, 2 bit còn lại thì tùy chọn, trong thư viện thì cho 2 bit đều bằng 0, không cho phép mở con trỏ và nhấp nháy, nếu bạn không thích thì hiệu chỉnh lại.
• Lệnh di chuyển con trỏ “Cursor /Display Shift”: lệnh này dùng để điều khiển di chuyển con trỏ hiển thị dịch chuyển
  • Bit SC: SC = 1 cho phép dịch chuyển, SC = 0 thì không cho phép.
  • Bit RL xác định hướng dịch chuyển: RL = 1 thì dịch phải, RL = 0 thì dịch trái. Nội dung bộ nhớ DDRAM vẫn không đổi.
  • Vậy khi cho phép dịch thì có 2 tùy chọn: dịch trái và dịch phải.
• Lệnh thiết lập địa chỉ cho bộ nhớ RAM phát kí tự “Set CGRAM Addr”: lệnh này dùng để thiết lập địa chỉ cho bộ nhớ RAM phát kí tự.
• Lệnh thiết lập địa chỉ cho bộ nhớ RAM hiển thị “Set DDRAM Addr”: lệnh này dùng để thiết lập địa chỉ cho bộ nhớ RAM lưu trữ các dữ liệu hiển thị.
• Hai lệnh cuối cùng là lệnh đọc và lệnh ghi dữ liệu LCD.

Bảng mã ASCII sử dụng cho LCD

Bảng địa chỉ cho LCD

Step 2: Principle

Generally, LCD1602 has parallel ports, that is, it

would control several pins at the same time. LCD1602 can be categorized into eight-port and four-port connections. If the eight-port connection is used, then all the digital ports of the Arduino Uno board are almost completely occupied. If you want to connect more sensors, there will be no ports available. Therefore, the four-port connection is used here for better application.

Pins of LCD1602 and their functions

VSS: connected to ground

VDD: connected to a +5V power supply

VO: to adjust the contrast

RS: A register select pin that controls where in the LCD’s memory you are writing data to. You can select either the data register, which holds what goes on the screen, or an instruction register, which is where the LCD’s controller looks for instructions on what to do next.

R/W: A Read/Write pin to select between reading and writing mode

E: An enabling pin that reads the information when High level (1) is received. The instructions are run when the signal changes from High level to Low level.

D0-D7: to read and write data

A and K: Pins that control the LCD backlight. Connect K to GND and A to 3.3v. Open the backlight and you will see clear characters in a comparatively dark environment.

Cụ thể hoạt động của mạch hiển thị thông tin lên màn hình LCD1602 giao tiếp Arduino

Ngoài ra còn nhiều Phần và các môn khác

Đồ án điện tử, Lập trình vi điều khiển tổng hợp File đồ án – Phần 1 Mạch điện tử, Lập trình vi điều khiển tổng hợp File đồ án – Phần 2 Thiết kế mạch điện tử, Lập trình vi điều khiển tổng hợp File đồ án – Phần 3 Vi xử lý, Lập trình vi điều khiển Pic – 8051 – Avr – Phần 4 Tổng hợp File ĐỒ ÁN Điện tử cơ bản Tổng hợp File ĐỒ ÁN Viễn thông Tổng hợp File ĐỒ ÁN PLC Tổng hợp File ĐỒ ÁN Cung cấp điện

Chúc các bạn thành công…!!!

Lời kết

Qua bài hôm nay các bạn biết cách làm thế nào để hiển thị các ký tự và chuỗi ký tự lên LCD 16×2 và biết cách giao tiếp I2C.

Để nhận được nhiều kiến thức mới các bạn Đăng ký để nhận được thông báo sớm nhất.

Tham gia Cộng đồng Arduino KIT để cùng nhau thảo luận và chia sẽ kiến thức về lập trình Arduino.

Nếu các bạn thấy bài viết bổ ích nhớ Like và Share cho mọi người cùng đọc nhé.

Chúc các bạn thành công.

Trân trọng.

Xin chào các bạn!

Nay mình xin share ít bộ code để tạo các hiệu ứng mới cho LCD 16X2 với Arduino Uno

Các bạn cắm mạch kết nối giữa Arduino với LCD16x2 như phía dưới hình .

I.Một số bộ code

1.1.Blink

Nhấp nháy chữ trên LCD:

//Thêm thư viện LiquidCrystal – nó có sẵn vì vậy bạn không cần cài thêm gì cả #include //Khởi tạo với các chân LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); void setup() { lcd.begin(16, 2);//Thông báo đây là LCD 1602 lcd.print(“Hello World!”);//In ra dòng chữ, bạn có thể chỉnh chữ lại tuỳ ý lcd.setCursor(0 , 1); lcd.print(“arduino.vn”); } void loop() { lcd.noDisplay();//Xoá màn hình hiển thị delay(500);//chờ 0,5 giây lcd.Display();//Hiển thị trở lại delay(500); }

Kết quả:

1.2.Tự động cuộn chữ

Chương trình tự dịch chuyển chữ ở dòng thứ 1 trên LCD khi bắt đầu có kí tự ở dòng thứ 2:

// Thêm thư viện #include //Khai báo các chân LCD LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); void setup() { // Cấu hình hàng và cột LCD lcd.begin(16, 2); } void loop() { // Đưa con trỏ về vị trí (0,0): lcd.setCursor(0, 0); // In ra giá trị từ 0 – 9: for (int thisChar = 0; thisChar < 10; thisChar++) { lcd.print(thisChar); delay(500); } // Đặt con trỏ tới vị trí (16,1): lcd.setCursor(16, 1); // Cấu hình hiển thị tự cuộn chữ: lcd.autoscroll(); //IN giá trị từ 0 – 9: for (int thisChar = 0; thisChar < 10; thisChar++) { lcd.print(thisChar); delay(500); } // Tắt chức năng tự động cuộn lcd.noAutoscroll(); // Xóa màn hình cho vòng lặp kế tiếp lcd.clear(); }

Kết quả:

1.3.Blink con trỏ

Chương trình chớp tắt con trỏ cuối dòng:

// Thêm thư viện #include //Khai báo các chân LCD LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); void setup() { // Cấu hình hàng và cột: lcd.begin(16, 2); // In thông báo hello ra LCD. lcd.print(“hello, world!”); } void loop() { // Tắt blink con trỏ lcd.noBlink(); delay(3000); // Bật blink con trỏ lcd.blink(); delay(3000); }

Kết quả:

1.4.Blink con trỏ dưới dạng dấu gạch nối

Chương trình chớp tắt con trỏ cuối dòng dưới dạng gạch nối:

// Thêm thư viện #include //Khai báo các chân LCD LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); void setup() { // Khởi tạo LCD: lcd.begin(16, 2); // In thông báo trên LCD. lcd.print(“hello, world!”); } void loop() { // Tắt con trỏ: lcd.noCursor(); delay(500); // Hiện con trỏ: lcd.cursor(); delay(500); }

Kết quả:

1.5.Chạy chữ

Cho tất cả chữ chạy từ trái sang phải và ngược lại.

// Thêm thư viện #include //Khai báo các chân LCD LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); void setup() { // Cấu hình LCD lcd.begin(16, 2); // In hello ra LCD. lcd.print(“hello, world!”); delay(1000); } void loop() { // Cuộn 13 vị trí sang trái for (int positionCounter = 0; positionCounter < 13; positionCounter++) { // Cuộn 1 vị trí sang trái: lcd.scrollDisplayLeft(); // delay: delay(150); } // Cuộn 29 vị trí sang phải: for (int positionCounter = 0; positionCounter < 29; positionCounter++) { // Cuộn 1 vị trí sang phải: lcd.scrollDisplayRight(); // wdelay: delay(150); } // Cuộn 16 vị trí sang trái for (int positionCounter = 0; positionCounter < 16; positionCounter++) { // Cuộn 1 vị trí sang trái: lcd.scrollDisplayLeft(); // delay: delay(150); } // delay: delay(1000); }

Kết quả:

1.6.In chữ và tự xuống dòng

Chương trình tự xuống dòng khi vượt quá số ký tự trong 1 dòng:

// Thêm thư viện #include // Khai báo 2 biến lưu hàng và cột LCD const int numRows = 2; const int numCols = 16; //Khai báo các chân LCD LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); void setup() { // Cấu hình LCD: lcd.begin(numCols, numRows); } void loop() { // Hiển thị ký tự từ a – z: for (int thisLetter = ‘a’; thisLetter <= ‘z’; thisLetter++) { // Lặp lại trên cột: for (int thisRow = 0; thisRow < numRows; thisRow++) { // lặp lại trên hàng: for (int thisCol = 0; thisCol < numCols; thisCol++) { // Đặt giá trị con trỏ hiện tại: lcd.setCursor(thisCol, thisRow); // In các ký tự lên LCD: lcd.write(thisLetter); delay(200); } } } }

Kết quả :

1.7.Text Direction

Kiểm soát vị trí con trỏ, ví dụ này phù hợp cho các ứng dụng điều khiển chọn menu dùng nút bấm:

// Thêm thư viện #include //Khai báo các chân LCD LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); int thisChar = ‘a’; void setup() { // Cấu hình LCD: lcd.begin(16, 2); // Bật con trỏ: lcd.cursor(); } void loop() { // Đảo chiều tại ‘m’: if (thisChar == ‘m’) { // Dịch phải cho ký tự kế tiếp lcd.rightToLeft(); } // Đảo chiều tiếp tục tại ‘s’: if (thisChar == ‘s’) { // Dịch trái cho ký tự kế tiếp lcd.leftToRight(); } // reset tại ‘z’: if (thisChar > ‘z’) { // Tới vị trí (0,0): lcd.home(); // Bắt đầu in a tại 0 thisChar = ‘a’; } // In ký tự lcd.write(thisChar); // delay: delay(1000); // Tăng ký tự tiếp theo: thisChar++; }

Kết quả:

Mình đã chỉ các bạn cách sử dụng các hiệu ứng khác nhau, cơ bản nhất của Text LCD 16×2.Chúc các bạn may mắn với các hiệu ứng này và ứng dụng được vào nhiều project hay hơn.

Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách giao diện I2C LCD với Arduino và cách hiển thị các ký tự tĩnh, cuộn và tùy chỉnh trên I2C LCD. Màn hình LCD I2C này là một thiết bị 16×2 có nghĩa là nó có thể hiển thị 16 cột bằng hai hàng ký tự. Các ký tự là chữ và số, nhưng bạn có thể tạo các ký tự tùy chỉnh cho đồ họa cơ bản, biểu đồ thanh loại đó. Màn hình LCD có loại bộ điều khiển hd44780 thông thường và nó cũng có mạch I2C được kết nối với nó giúp dễ dàng kết nối với bảng Arduino. Màn hình LCD 16X2 không có mạch I2C có mười sáu chân.

Nhưng nếu chúng ta muốn kết nối bảng này trực tiếp với Arduino, chúng ta phải sử dụng ít nhất tám chân của Arduino, điều này sẽ rất lãng phí. Vì vậy, giải pháp tốt hơn là sử dụng màn hình LCD I2C thay vì màn hình LCD 16×2 thông thường. Trong hướng dẫn này, chúng tôi đang sử dụng 16×2 I2C LCD, nhưng LCD có kích thước bất kỳ cũng sẽ hoạt động giống như cách chúng ta sẽ học trong hướng dẫn này. Ưu điểm của việc sử dụng màn hình LCD I2C là chúng ta chỉ cần sử dụng bốn chân (bao gồm cả chân VCC và GND) của Arduino để kết nối với màn hình này.

Ở mặt sau của màn hình tinh thể lỏng này, bạn cũng có thể thấy một điện trở thay đổi. Biến trở này được sử dụng để sửa đổi độ sáng của màn hình LCD. Chiết áp này rất tiện dụng khi bạn đang sử dụng mô-đun hiển thị này trong các điều kiện ánh sáng khác nhau.

Vì vậy, bây giờ hãy bắt đầu với sơ đồ chân của màn hình này. Màn hình này có bốn chân:

Pin nối đất

Chân Vcc

SDA

SCL

Bây giờ hãy xem cách kết nối màn hình LCD này với Arduino UNO.

Bây giờ chúng ta sẽ thấy sơ đồ nối dây của I2C LCD với Arduino UNO. Sơ đồ nối dây rất đơn giản.

Trong mạch này, chúng tôi đang sử dụng các chân giao tiếp I2C mặc định của Arduino UNO. Trong bo mạch này, A5 là chân SCL mặc định và A4 là chân SDA mặc định cho giao tiếp I2C. Vì vậy, bạn cần kết nối A5 với chân SCL của LCD và A4 với chân SDA của màn hình tinh thể lỏng. Bạn cũng có thể kiểm tra bảng này để biết các kết nối dây.

Arduino UNO	I2C LCD
A5 ·	SCL
A4 ·	SDA
GND ·	GND ·
5V	VIN

Vì vậy, chúng tôi sẽ chuyển sang phần mã hóa. Trước khi viết code, chúng ta cần chuẩn bị Arduino IDE để viết code.

Chúng tôi sẽ giới thiệu thư viện màn hình LCD I2C trong Arduino IDE. Thư viện này không có sẵn trong trình biên dịch. Vì vậy, chúng ta cần cài đặt một thư viện bên ngoài. Có rất nhiều thư viện LCD I2C có sẵn. Bạn có thể sử dụng các thư viện khác nhau nếu muốn. Nhưng trong hướng dẫn này, chúng tôi đang sử dụng thư viện được phát triển bởi johnrickman. Bây giờ thêm thư viện này bằng cách làm theo các bước sau:

Truy cập liên kết và tải xuống thư viện LCD I2C.

Tệp mà bạn tải xuống ở bước cuối cùng sẽ là tệp nén hoặc tệp zip. Bây giờ giải nén tập tin này.

Sau khi giải nén tệp, bạn sẽ nhận được một thư mục có tên LiquidCrystal_I2C-master.

Đổi tên thư mục này LiquidCrystal_I2C-master thành LiquidCrystal_I2C.

Bây giờ hãy đóng phần mềm Arduino, nếu bạn đã mở nó.

Bây giờ sao chép thư mục này bên trong thư mục thư viện của Arduino IDE của bạn.

Bây giờ hãy mở phần mềm Arduino của bạn. Thư viện của bạn sẽ được đưa vào thành công.

Cho đến bây giờ bạn đã cài đặt thành công thư viện và tạo sơ đồ mạch.

Khi bạn kết nối màn hình I2C của mình với Arduino, bạn cần kiểm tra địa chỉ của nó. Bởi vì mọi thiết bị I2C đều có một địa chỉ được liên kết với nó. Đối với nhiều thiết bị của I2C LCD, địa chỉ mặc định được 0x27 trong đó 0x hiển thị định dạng hex của các số. Nhưng địa chỉ có thể khác nhau trong một số trường hợp. Địa chỉ này phụ thuộc vào vị trí của miếng đệm A0, A1 và A2 trên bộ điều khiển I2C trên thiết bị này. Như bạn có thể thấy, chúng tôi có ba miếng hàn, vì vậy chúng tôi có thể có 8 giá trị địa chỉ khác nhau tùy thuộc vào kết nối của miếng đệm.

Pad A0	Pad A1	Pad A2	Địa chỉ HEX
0x27
0x26
0x25
0x24
0x23
0x22
0x21
0x20

Nhưng bạn không cần phải lo lắng về các kết nối bên trong của thiết bị này; Chúng tôi sẽ sử dụng mã được cung cấp bên dưới để kiểm tra địa chỉ của bộ điều khiển. Bây giờ sao chép mã này và tải nó lên bảng của bạn.


#include

// This library includes I2C communication functions




void setup() {



Wire.begin();



Serial.begin(115200);



Serial.println("Scanning for I2C devices");



void loop() {



byte error_i2c, address_i2c;



int I2C_Devices;



Serial.println("Scanning started");



I2C_Devices = 0;



for(address_i2c = 1; address_i2c < 127; address_i2c++ )



Wire.beginTransmission(address_i2c);



error_i2c = Wire.endTransmission();



if (error_i2c == 0) {



Serial.print("I2C device found at address_i2c 0x");



if (address_i2c<16)



Serial.print("0");



Serial.println(address_i2c,HEX);



I2C_Devices++;



else if (error_i2c==4)



Serial.print("Unknow error_i2c at address_i2c 0x");



if (address_i2c<16)



Serial.print("0");



Serial.println(address_i2c,HEX);



if (I2C_Devices == 0)



Serial.println("No I2C device connected \n");



else {



Serial.println("done I2C device searching\n");



delay(2000);


Mã này sẽ tìm kiếm các thiết bị được kết nối bằng chân A4 và A5 và hiển thị kết quả của nó trên màn hình nối tiếp. Sau khi kết nối thiết bị với Arduino đúng cách, bạn sẽ nhận được thông báo này trên màn hình nối tiếp. Thông báo này hiển thị địa chỉ của màn hình tinh thể lỏng được 0x27. Rất có thể bạn sẽ nhận được cùng một địa chỉ cho LCD với 16 cột và 2 hàng.

Trong phần này, chúng ta sẽ hiển thị một thông báo tĩnh trên màn hình.


#include



int totalColumns = 16;



int totalRows = 2;



LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, totalColumns, totalRows);



void setup(){



lcd.init();



lcd.backlight(); // use to turn on and turn off LCD back light



void loop()



lcd.setCursor(0, 0);



lcd.print("Microcontrollers");



lcd.setCursor(0,1);



lcd.print("I2C LCD tutorial");



delay(1000);



lcd.clear();



lcd.setCursor(0, 0);



lcd.print("Static text");



delay(1000);



lcd.setCursor(0,1);



lcd.print("I2C LCD tutorial");



delay(1000);



lcd.clear();


Mã này sẽ hiển thị thông báo “Vi điều khiển” ở hàng đầu tiên và “Hướng dẫn LCD I2C” ở hàng thứ hai trong một giây. Sau đó, nó sẽ xóa màn hình LCD và hiển thị “Văn bản tĩnh” ở hàng đầu tiên và “Hướng dẫn LCD I2C” ở hàng thứ hai như hình dưới đây.

Bây giờ chúng ta sẽ thấy hoạt động của code. Dòng này sẽ thêm thư viện trong mã.


#include


Hai biến này xác định tên của tổng số hàng và cột của màn hình mà trong trường hợp của chúng tôi là 16×2. Nếu bạn muốn sử dụng màn hình có kích thước khác, bạn cần thay đổi số ở đây cho phù hợp, ví dụ: màn hình 20×4.


int totalColumns = 16;



int totalRows = 2;


Dòng này được sử dụng để khởi tạo thư viện với địa chỉ LCD, tổng số cột và hàng. Đối số đầu tiên của hàm này là một địa chỉ mà chúng ta đã tìm thấy trong ví dụ trước. Đối số thứ hai và thứ ba là kích thước tính theo số cột và số hàng.


LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, totalColumns, totalRows);


Bên trong setup(), đầu tiên chúng ta khởi tạo màn hình LCD với các tham số nêu trên.


lcd.init();


Chức năng backlight() này được sử dụng để bật hoặc tắt đèn nền. Mỗi màn hình LCD đều có đèn nền tích hợp bên trong, vì vậy bạn có thể điều khiển nó thông qua chức năng này.


lcd.backlight();


Trong phần loop(), code được sử dụng để hiển thị thông báo và cũng để xóa thông báo cho LCD. Để hiển thị bất kỳ văn bản nào trên LCD, trước tiên, bạn cần đặt vị trí con trỏ. Vị trí con trỏ xác định nơi bạn muốn hiển thị văn bản. Hàm setCursor() được sử dụng để thiết lập vị trí. Ví dụ: nếu bạn muốn đặt con trỏ thành hàng đầu tiên và cột đầu tiên, bạn sẽ sử dụng chức năng này như sau:


lcd.setCursor(0,0);


Nếu bạn muốn đặt con trỏ thành cột đầu tiên và hàng thứ hai, bạn sẽ sử dụng chức năng này như sau:


lcd.setCursor(0,1);


Giá trị đầu tiên bên trong hàm này xác định số cột và giá trị thứ hai xác định số hàng. Vì vậy, bên trong vòng lặp (), đầu tiên chúng ta đặt con trỏ thành hàng đầu tiên và cột thứ hai. Sau đó lcd.print() sẽ hiển thị thông báo “Microcontrollers” ở hàng đầu tiên.


lcd.setCursor(0, 0);



lcd.print("Microcontrollers");


Tương tự, hai dòng này sẽ đặt con trỏ đến hàng thứ hai và hiển thị văn bản “Hướng dẫn LCD I2C” trên hàng thứ hai. Trong một giây, cùng một văn bản sẽ được hiển thị ở hàng thứ nhất và thứ hai. Độ trễ() được sử dụng để thêm độ trễ của một giây.


lcd.setCursor(0,1);



lcd.print("I2C LCD tutorial");



delay(1000);



Sau khi đợi một giây, clear() sẽ xóa văn bản.



lcd.clear();


Bây giờ phần khác của mã cũng hoạt động theo cách tương tự.


lcd.setCursor(0, 0); // move cursor to starting position



lcd.print("Static text"); // display text " Static text"



lcd.setCursor(0,1); // move the curos to second row



lcd.print("I2C LCD tutorial"); //display a string



delay(1000); // add delay of 1 second



lcd.clear(); // clear the screen


Để xem trình diễn của dự án này, hãy tải mã lên bảng của bạn. Tuy nhiên, trước khi tải mã lên, hãy đảm bảo chọn Arduino Uno từ Tools > Board và cũng chọn đúng cổng COM mà bo mạch được kết nối từ Tools > Port.

Sau khi mã được tải lên bảng, hãy điều chỉnh độ sáng của màn hình thông qua chiết áp cho đến khi LCD bắt đầu hiển thị các thông báo:

Mở Arduino IDE của bạn và đi tới Tệp > Mới. Một tệp mới sẽ mở ra. Sao chép mã được cung cấp bên dưới trong tệp đó và lưu nó.

Trong phần này, chúng ta sẽ hiển thị thông báo cuộn trên màn hình.


#include



int totalColumns = 16;



int totalRows = 2;



LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, totalColumns, totalRows);



String staticMessage = "I2C LCD Tutorial";



String scrollingMessage = "Welcome to Microcontrollerslab! This is a scrolling message.";



void scrollMessage(int row, String message, int delayTime, int totalColumns) {



for (int i=0; i < totalColumns; i++) {



message = " " + message;



message = message + " ";



for (int position = 0; position < message.length(); position++) {



lcd.setCursor(0, row);



lcd.print(message.substring(position, position + totalColumns));



delay(delayTime);



void setup(){



lcd.init();



lcd.backlight();



void loop(){



lcd.setCursor(0, 0);



lcd.print(staticMessage);



scrollMessage(1, scrollingMessage, 250, totalColumns);


Dòng này sẽ thêm thư viện trong mã.


#include


Hai biến này xác định tên của tổng số hàng và cột của màn hình mà trong trường hợp của chúng tôi là 16×2. Nếu bạn muốn sử dụng màn hình có kích thước khác, bạn cần thay đổi số ở đây cho phù hợp, ví dụ: hiển thị 20×4.


int totalColumns = 16;



int totalRows = 2;


Dòng này được sử dụng để khởi tạo thư viện với địa chỉ LCD, tổng số cột và hàng. Đối số đầu tiên của hàm này là một địa chỉ mà chúng ta đã tìm thấy trong ví dụ trước. Đối số thứ hai và thứ ba là kích thước tính theo số cột và số hàng.


LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, totalColumns, totalRows);


Tiếp theo, chúng ta sẽ định nghĩa hai biến chuỗi sẽ giữ tĩnh và thông báo cuộn mà chúng ta sẽ hiển thị trên màn hình LCD.


String staticMessage = "I2C LCD Tutorial";



String scrollingMessage = "Welcome to Microcontrollerslab! This is a scrolling message.";


Hàm scrollMessage() do người dùng xác định sẽ được sử dụng để cuộn văn bản trên màn hình LCD. Nó có bốn lập luận. Đầu tiên là hàng mà chúng ta sẽ hiển thị thông điệp của mình. Thứ hai là thông báo sẽ được hiển thị. Thứ ba là thời gian trễ sẽ kiểm soát tốc độ của văn bản cuộn. Cuối cùng, đối số thứ tư là tổng số cột của LCD.


void scrollMessage(int row, String message, int delayTime, int totalColumns) {



for (int i=0; i < totalColumns; i++) {



message = " " + message;



message = message + " ";



for (int position = 0; position < message.length(); position++) {



lcd.setCursor(0, row);



lcd.print(message.substring(position, position + totalColumns));



delay(delayTime);


Bên trong setup(), đầu tiên chúng ta khởi tạo màn hình LCD với các tham số nêu trên.


lcd.init();


Chức năng backlight() này được sử dụng để bật hoặc tắt đèn nền. Mỗi màn hình LCD đều có đèn nền tích hợp bên trong, vì vậy bạn có thể điều khiển nó thông qua chức năng này.


lcd.backlight();


Trong phần loop(), trước tiên chúng ta sẽ thiết lập con trỏ và sau đó in thông điệp tĩnh bằng cách sử dụng lcd.print() và truyền staticMessage như một argyment bên trong nó. Sau đó gọi hàm scrollMessage () và chuyển ‘1’ làm hàng bắt đầu, ‘scrollingMessage’ làm thông báo sẽ được hiển thị, thời gian trễ 250ms và chỉ định ‘totalColumns’ của màn hình LCD.


void loop(){



lcd.setCursor(0, 0);



lcd.print(staticMessage);



scrollMessage(1, scrollingMessage, 250, totalColumns);


Để xem trình diễn của dự án này, hãy tải mã lên bảng. Tuy nhiên, trước khi tải mã lên, hãy đảm bảo chọn Arduino Uno từ Bảng > Công cụ và cũng chọn đúng cổng COM mà bo mạch được kết nối từ Công cụ > Cổng.

Sau khi mã được tải lên bảng, hãy điều chỉnh độ sáng của màn hình thông qua chiết áp cho đến khi LCD bắt đầu hiển thị các thông báo:

Trong phần này, chúng tôi sẽ hiển thị các ký tự tùy chỉnh trên màn hình LCD.

Đối với màn hình LCD 16×2 mà chúng tôi đang sử dụng, chúng tôi cũng có tùy chọn hiển thị các ký tự tùy chỉnh. Trong màn hình LCD cụ thể này, mỗi khối bao gồm 5×8 pixel. Chúng có thể được sử dụng để hiển thị các ký tự tùy chỉnh bằng cách đặt trạng thái của mỗi pixel bằng cách bên trong một biến byte.

Có một cách rất đơn giản để tạo biến byte của ký tự tùy chỉnh của riêng bạn. Đi tới trình tạo ký tự tùy chỉnh sau:

Chỉ định ký tự tùy chỉnh bạn muốn hiển thị bằng cách nhấp vào các pixel trong khối 5×8 pixel và biến byte tương ứng sẽ được tạo.

Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi sẽ hiển thị ký tự ‘+’ trên màn hình. Đây là biến byte mà chúng tôi sẽ sử dụng trong mã chương trình của mình để hiển thị ký tự cụ thể này trên màn hình LCD.

Mở Arduino IDE của bạn và đi tới Tệp > Mới. Một tệp mới sẽ mở ra. Sao chép mã được cung cấp bên dưới trong tệp đó và lưu nó.

Trong bản phác thảo này, chúng tôi sẽ hiển thị một ký tự tùy chỉnh trên màn hình LCD.


#include



int totalColumns = 16;



int totalRows = 2;



LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, totalColumns, totalRows);



byte customChar[8] = {



0b00000,



0b00100,



0b00100,



0b11111,



0b00100,



0b00100,



0b00000,



0b00000



};



void setup()



lcd.init();



lcd.backlight();



lcd.createChar(0, customChar);



void loop()



lcd.setCursor(0, 0);



lcd.write(0);


Bao gồm biến byte mà chúng tôi thu được từ trình tạo ký tự tùy chỉnh. Đây là biến byte cho ký tự ‘+’.


byte customChar[8] = {



0b00000,



0b00100,



0b00100,



0b11111,



0b00100,



0b00100,



0b00000,



0b00000



};


Bên trong hàm setup(), chúng ta sẽ tạo ký tự tùy chỉnh bằng cách gọi lcd.createChar() và truyền một số từ 0-7 (vị trí được phân bổ) và biến byte làm tham số bên trong nó.


lcd.createChar(0, customChar);



Bên trong hàm loop(), chúng ta sẽ hiển thị ký tự của mình bằng cách sử dụng lcd.write() và truyền vị trí được phân bổ làm tham số.



void loop()



lcd.setCursor(0, 0);



lcd.write(0);


Để xem trình diễn của dự án này, hãy tải mã lên bảng. Tuy nhiên, trước khi tải mã lên, hãy đảm bảo chọn Arduino Uno từ Tools > Board và cũng chọn đúng cổng COM mà bo mạch được kết nối từ Tools > Port.

Sau khi mã được tải lên bảng, hãy điều chỉnh độ sáng của màn hình thông qua chiết áp cho đến khi LCD bắt đầu hiển thị ký tự:

>>> 100+ Mã Sản Phẩm Dây Rút: https://mecsu.vn/san-pham/day-rut-nhua.5op

>>> 1000+ Mã Sản Phẩm Đầu Cosse: https://mecsu.vn/san-pham/dau-cosse.Q1j