Arduino入門教學(9) – 在 2x16 LCD 上顯示 "Hello World" 訊息 (作者：Cooper Maa)
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):
/* Lab9 - 在 2x16 LCD 上顯示 "Hello World" 訊息
The circuit:
* LCD RS pin to digital pin 12
* LCD Enable pin to digital pin 11
* LCD D4 pin to digital pin 5
* LCD D5 pin to digital pin 4
* LCD D6 pin to digital pin 3
* LCD D7 pin to digital pin 2
* 10K Potentiometer:
* ends to +5V and ground
* wiper to LCD VO pin (pin 3)
This example code is in the public domain.
http://www.arduino.cc/en/Tutorial/LiquidCrystal
*/
// 引用 LiquidCrystal Library
#include <LiquidCrystal.h>
// 建立 LiquidCrystal 的變數 lcd
// LCD 接腳: rs, enable, d4, d5, d6, d7
// 對應到 Arduino 接腳: 12, 11, 5, 4, 3, 2
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
void setup() {
// 設定 LCD 的行列數目 (2 x 16)
lcd.begin(16, 2);
// 列印 "Hello World" 訊息到 LCD 上
lcd.print("hello, world!");
}
void loop() {
// 將游標設到 column 0, line 1
// (注意: line 1 是第二行(row)，因為是從 0 開始數起):
lcd.setCursor(0, 1);
// 列印 Arduino 重開之後經過的秒數
lcd.print(millis()/1000);
}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
- Arduino 筆記 -- Lab9 在 2x16 LCD 上顯示 "Hello World" 訊息 -- http://youtu.be/jUbNR54mfgM
動動腦
- 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。
- 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。
- 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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- Autoscroll : shift text right and left.
【本文作者為馬萬圳，原文網址為： http://coopermaa2nd.blogspot.tw/2010/12/arduino-lab9-2x16-lcd-world.html ，由陳鍾誠編輯後納入本雜誌】