Arduino周边模块：LCD与数码管

数码管的介绍

数码管一般是用来显示数字和字符的

数码管原理

一位数码管

该图是一个8段数码管，该数码管中包含了8个LED发光二极管，因此称为8段数码管。该数码管共有10个引脚，有2个引脚是公共的负极或者正极，另外8个引脚分别按顺时针控制LED的亮片。

数码管的连接图，下面是两种连接方式

一种是将所有的正极连接到一起，另外的一种是将所有的负极连接到一起

我们可以在连接的时候进行测试，3脚接GND，4脚接高电平，如果有LED被点亮则为共阴，不亮则为共阳

四位数码管

原理：

四位数码管有12个引脚，我们将这12个引脚分为2组，一组是上面的12 、9、8、6，这些引脚是用来选择的，哪个引脚是低电平，那么该数码管就被选中。第二组引脚的高低电平是用来决定该数码管中显示的数字

数码管实例演示

硬件连接

下面的连接方式是共阴：

程序

1.int numData[8]={1,0,1,1,1,1,1,0};
2.void setup(){
3.    for(int pinIndex=2;pinIndex<=9;pinIndex++)
4.    {
5.        pinMode(pinIndex,OUTPUT);
6.    }
7.}
8.void loop()
9.{
10.    for(int index=0;index<9;index++)
11.    {
12.        digitalWrite(2+index,numData[index]);
13.    }
14.}

下载运行，显示数字0

1.int numData[10][8]={{1,0,1,1,1,1,1,0},
2.                    {1,0,0,0,0,1,0,0},
3.                    {0,0,1,1,1,1,0,1},
4.                    {1,0,1,0,1,1,0,1},
5.                    {1,0,0,0,0,1,1,1},
6.                    {1,0,1,0,1,0,1,1},
7.                    {1,0,1,1,1,0,1,1},
8.                    {1,0,0,0,1,1,0,0},
9.                    {1,0,1,1,1,1,1,1},
10.                    {1,0,1,0,1,1,1,1}}; 
11.void setup(){
12.    for(int pinIndex=2;pinIndex<=9;pinIndex++)
13.    {
14.        pinMode(pinIndex,OUTPUT);
15.    }
16.}
17.void loop()
18.{
19.    DisplayNumber(1);
20.}
21.
22.void DisplayNumber(int num)
23.{
24.    for(int index=0;index<9;index++)
25.    {
26.        digitalWrite(2+index,numData[num][index]);
27.    }
28.}

运行，数码管显示1(可通过DisplayNumber(1);改变)

如果我们想要每秒循环显示0~9这几个数字，只需要修改loop类

1.void loop(){
2.    for(int num=0;num<10;num++)
3.    {
4.        DisplayNumber(num);
5.        delay(1000);
6.    }
7.}

LCD1602的介绍

LCD1602是一种工业字符型液晶显示器

LCD表示该器件的类型是液晶显示器

1602表示该器件的型号可以显示2行每行16个字符

原理：

HD44780：控制芯片，与微控制器进行通信，并控制字符的显示

CGROM：存储字库

CGRAM：存储用户自定义字库

DDRAM：存储显示的数据

tips：ROM与RAM

ROM：Read-only Memory(只读存储器)，存储不可变的数据，断电后数据不消失。

RAM：Random Access Memory(随机存取存储器)，存储易变的数据，断电后数据消失。

LCD1602中的CGROM存储可显示字符的点阵数据

LCD每个字符点阵大小为5*8

LCD1602中的DDRAM用于存储显示的数据。与显示屏上的数据一一对应

LCD1602中的CGRAM用于存储用户自定义的图形。自定义图形大小为5*8，在程序中使用字节数组来进行数据的存储

创建字符的点阵数据，将点阵数据告知LCD1602
将其存储到CGRAM

存储并显示自定义图形，程序：

1.LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2);
2.byte heart[8]={
3.        B00000,
4.        B01010,
5.        B11111,
6.        B11111,
7.        B01110,
8.        B00100,
9.        B00000,
10.        B00000
11.};
12.void setup()
13.{
14.    lcd.createChar(2,heart);
15.    lcd.write(2);
16.}

LCD1602引脚

引脚号	引脚名	电平	输入/输出	作用
1	VSS			电源地
2	VDD			电源(+5V)
3	V0			对比度调整电压
4	RS	0/1	输入	0=输入指令 1=输入数据
5	R/W	0/1	输入	0=向LCD写入指令或者数据 1=从LCD读取数据
6	E	1,1→0	输入	使能信号，1时读取信息。1→0(下降沿)执行指令
7	D0	0/1	输入/输出	数据总线line0(最低位)
8	D1	0/1	输入/输出	数据总线line1
9	D2	0/1	输入/输出	数据总线line2
10	D3	0/1	输入/输出	数据总线line3
11	D4	0/1	输入/输出	数据总线line4
12	D5	0/1	输入/输出	数据总线line5
13	D6	0/1	输入/输出	数据总线line6
14	D7	0/1	输入/输出	数据总线line7
15	A	+VCC	LCD背光电源正极
16	K	接地	LCD背光电源负极

LCD1602硬件连接

LCD1602实例——LiquidCrystal Library

LCD1602的库函数

函数库是一组预先写好的函数，可以直接用在自己的程序中，我们可以在Arduino的编程参考中找到

Help->Reference->Library

我们能够看到几个库函数的分类：

其中的标准库(Standard Libraries)和贡献库(Contributed Libraries)

其中标准库是由arduino的核心团队进行建设和维护的，包含arduino常用外设以及总线的功能，比如以太网接口、液晶显示屏、SD存储卡、SPI总线等等

由于arduino的软硬件开发环境是开源的，所以会有很多arduino的爱好者向arduino核心团队推送了他们自己写的库函数，这些库函数能操纵更多的外设，并为arduino提供更加强大的功能。这就是贡献库。

将标准函数库加入到程序中

点击Sketch->Import Library->LiquidCrystal

然后就会将我们选中的库函数的头文件插入到我们自己写的程序中

LCD1602的库函数主要包括下面五大类型

下面是利用上面的这些库函数，进行文字的显示

加入库函数

1.#include <LiquidCrystal.h>

搭建程序的大体框架

1.void setup()
2.{}
3.void loop()
4.{}

初始化一个液晶显示器的对象

LiquidCrystal()构造函数

语法

根据接线法的不同，函数的使用方法也不同：
- 4位接线法
  
  LiquidCrystal(rs,enable,d4,d5,d6,d7)
  
  LiquidCrystal(rs,rw,enable,d4,d5,d6,d7)
- 8位接线法
  
  LiquidCrystal(rs,enable,d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7)
  
  LiquidCrystal(rs,rw,enable,d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7)
  
  参数
  
  rs：连接到RS的Arduino引脚的编号
  
  rw：连接到R/W的Arduino引脚的编号
  
  enable：连接到E的Arduino引脚编号
  
  d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7：连接到对应数据线的Arduino引脚

整体代码如下

1.#include <LiquidCrystal.h>
2.LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2);//我们使用4位接线法，其中12,11,5,4,3,2为引脚编号
3.void setup()
4.{
5.    lcd.begin(16,2);//对lcd 这个对象的高度和宽度进行设置，高度为2，宽度为16
6.    lcd.print("hello world!");//进行文本输出
7.}
8.void loop()
9.{}

点击下载按钮即可显示

如果文本太长，无法在一行显示处理，那么我们就需要分行显示

1.#include <LiquidCrystal.h>
2.LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2);
3.void setup()
4.{
5.    lcd.begin(16,2);
6.    lcd.print("hello");
7.    lcd.setCursor(0,1);//将光标移到下一行
8.    lcd.print("world!");
9.}
10.void loop()
11.{}

为了显示良好，进行居中显示

1.#include <LiquidCrystal.h>
2.LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2);
3.void setup()
4.{
5.    lcd.begin(16,2);
6.    lcd.setCursor(5,0);//将光标平移5个字符位
7.    lcd.print("hello");
8.    lcd.setCursor(0,1);
9.    lcd.print("world!");
10.}
11.void loop()
12.{}

这样简单的LCD1602的演示就完成了