- Απαιτούμενα υλικά
- Σύντομη εισαγωγή στην οθόνη LCD 16 × 2 Dot matrix
- ADC στο TIVA Launchpad
- Διάγραμμα κυκλώματος και συνδέσεις
- Προγραμματισμός TIVA TM4C Launchpad για LCD χρησιμοποιώντας Energia IDE
- Οθόνη LCD 16x2 με TIVA Launchpad
Στο προηγούμενο σεμινάριο, ξεκινήσαμε με την εκμάθηση σχετικά με το TIVA TM4C Launchpad και τον τρόπο ελέγχου των ψηφιακών καρφιτσών εισόδου και εξόδου χρησιμοποιώντας το Energia IDE. Τώρα, σε αυτό το σεμινάριο, θα μάθουμε για τη διασύνδεση της οθόνης LCD 16 × 2 Dot matrix με αυτήν την πλακέτα για την εμφάνιση χρήσιμων πληροφοριών και δεδομένων αισθητήρα.
Η οθόνη LCD 16x2 είναι οι περισσότεροι από εμάς θα το συναντούσαμε είτε μέσω δημόσιων PCO είτε θα το χρησιμοποιούσαμε σε άλλα ηλεκτρονικά έργα. Η οθόνη LCD 16x2 είναι η μονάδα χαμηλού κόστους που είναι πολύ βολική για οποιαδήποτε ηλεκτρονική εφαρμογή εμφανίζει δεδομένα ή άλλες πληροφορίες εντοπισμού σφαλμάτων. Εδώ λοιπόν έχουμε οθόνη LCD διασύνδεσης 16x2 με το LaunchPad TIVA C Series TM4C123G. Εδώ θα δείξουμε τις τιμές ADC και τα επίπεδα τάσης στην οθόνη LCD. Ένα ποτενσιόμετρο προσαρτάται για να μεταβάλλει τις τιμές ADC. Μάθετε περισσότερα για την Οθόνη LCD 16x2 και τις καρφίτσες της εδώ.
Απαιτούμενα υλικά
- TIVA TM4C LaunchPad από την Texas Instruments
- Οθόνη LCD 16 × 2 Dot matrix
- Σύνδεση καλωδίων
Σύντομη εισαγωγή στην οθόνη LCD 16 × 2 Dot matrix
Όπως ειπώθηκε νωρίτερα, το Energia IDE παρέχει μια όμορφη βιβλιοθήκη που κάνει τη διασύνδεση ένα κομμάτι κέικ και ως εκ τούτου δεν είναι υποχρεωτικό να γνωρίζουμε τίποτα για την ενότητα οθόνης. Όμως, δεν θα ήταν ενδιαφέρον να δείξουμε τι χρησιμοποιούμε !!
Το όνομα 16 × 2 υποδηλώνει ότι η οθόνη έχει 16 στήλες και 2 σειρές, οι οποίες μαζί (16 * 2) σχηματίζουν 32 κουτιά. Ένα ενιαίο κουτί θα μοιάζει κάπως έτσι στην παρακάτω εικόνα
Ένα μεμονωμένο πλαίσιο έχει 40 εικονοστοιχεία (κουκκίδες) με σειρά μήτρα 5 σειρών και 8 στηλών, αυτά τα 40 εικονοστοιχεία μαζί σχηματίζουν έναν χαρακτήρα. Ομοίως, 32 χαρακτήρες μπορούν να εμφανιστούν χρησιμοποιώντας όλα τα πλαίσια. Τώρα ας ρίξουμε μια ματιά στα pinouts.
Η οθόνη LCD έχει συνολικά 16 καρφίτσες, όπως φαίνεται παραπάνω, μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε τέσσερις ομάδες όπως ως εξής
Πινέζες πηγής (1, 2 και 3): Αυτοί οι ακροδέκτες τροφοδοτούν το επίπεδο ισχύος και αντίθεσης για την οθόνη
Πείροι ελέγχου (4, 5 και 6): Αυτές οι ακίδες ρυθμίζουν / ελέγχουν τους καταχωρητές στο IC διασύνδεσης LCD (περισσότερα αυτό μπορείτε να βρείτε στον παρακάτω σύνδεσμο)
Data / Command Pins (7 έως 14): Αυτές οι ακίδες παρέχουν τα δεδομένα των πληροφοριών που πρέπει να εμφανίζονται στην οθόνη LCD.
Καρφίτσες LED (15 και 16): Αυτοί οι ακροδέκτες χρησιμοποιούνται για να φωτίζουν τον οπίσθιο φωτισμό της οθόνης LCD εάν χρειάζεται (προαιρετικά)
Από όλες αυτές τις 16 ακίδες, μόνο 10 ακίδες πρέπει να χρησιμοποιούνται υποχρεωτικά για την καλή λειτουργία της οθόνης LCD, εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα σχετικά με αυτές τις οθόνες LCD, μεταβείτε σε αυτό το άρθρο LCD.
Ελέγξτε επίσης τη διασύνδεση της οθόνης LCD 16x2 με πολλούς άλλους μικροελεγκτές
- Διεπαφή LCD 16x2 με μικροελεγκτή Atmega16 AVR σε λειτουργία 4-Bit
- Διασύνδεση LCD με μικροελεγκτή PIC χρησιμοποιώντας MPLABX και XC8
- Διασύνδεση LCD 16x2 με STM32F103C8T6
- Διασύνδεση LCD με MSP430G2 LaunchPad
- Διασύνδεση LCD με μικροελεγκτή 8051
- Διασύνδεση LCD 16x2 με Arduino
- 16x2 LCD Interfacing με Raspberry Pi χρησιμοποιώντας Python
ADC στο TIVA Launchpad
Το ποτενσιόμετρο παρέχει αναλογική έξοδο, οπότε δεν μπορεί να συνδεθεί με τις ψηφιακές ακίδες του Launchpad. Έτσι, οι αναλογικοί ή ADC ακροδέκτες του MCU χρησιμοποιούνται για τη διασύνδεση οποιουδήποτε αισθητήρα του οποίου η έξοδος είναι αναλογική φύση. Το TIVA TM4C διαθέτει 2 κανάλια ADC με έξοδο 12-bit. Αυτό σημαίνει ότι οι αναλογικές τιμές, από τον αισθητήρα ή το ποτενσιόμετρο, μπορούν να χαρτογραφηθούν μεταξύ 0 έως 2 ^ 12 (4096) για να τα μετατρέψουν σε ψηφιακές τιμές. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την αναλογική σε ψηφιακή μετατροπή στον Μικροελεγκτή, ακολουθήστε τον σύνδεσμο.
Υπάρχουν 12 αναλογικές ακίδες εισόδου (A0-A11) στο TIVA Launchpad, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.
Διάγραμμα κυκλώματος και συνδέσεις
Το πλήρες διάγραμμα κυκλώματος για τη διασύνδεση μιας οθόνης LCD 16 × 2 Dot matrix με το TIVA Launchpad TM4C φαίνεται παρακάτω.
Ένας σημαντικός περιορισμός κατά τη διασύνδεση αυτών των LCD είναι οι τάσεις λειτουργίας. Η οθόνη LCD έχει τάση λειτουργίας + 5V ενώ το TM4C λειτουργεί μόνο με 3.6V. Τυχερός για εμάς ο ακροδέκτης δεδομένων της διεπαφής LCD IC (HD44780U) έχει μεγάλη τάση λειτουργίας από 2,7V έως 5,5V. Επομένως, πρέπει να ανησυχούμε μόνο για το Vdd (pin 2) της οθόνης LCD, ενώ οι ακίδες δεδομένων μπορούν να λειτουργήσουν ακόμη και με 3.6V.
Η πλακέτα TIVA από προεπιλογή δεν διαθέτει ακροδέκτη + 5V, επομένως θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί εξωτερική τροφοδοσία για να λειτουργήσει η οθόνη LCD. Χρησιμοποιήστε τροφοδοτικό από την πλακέτα Arduino ή χρησιμοποιήστε ρυθμιστή τάσης 7805. Βεβαιωθείτε ότι έχετε συνδέσει τη γείωση του τροφοδοτικού με τη γείωση της πλακέτας TIVA.
Ακολουθεί ο πίνακας που δείχνει τις συνδέσεις μεταξύ LCD και TIVA Launchpad
| Όνομα καρφίτσας LCD | TIVA Launchpad |
| Vss | Εδαφος |
| Vdd | +5V τροφοδοτικό |
| Rs | Καρφίτσωμα PC_6 του TIVA |
| Ε / Δ | Εδαφος |
| επιτρέπω | Καρφίτσωμα PB_7 του TIVA |
| Δ4 | Καρφίτσωμα PA_2 του TIVA |
| Δ5 | Καρφίτσα PA_3 του TIVA |
| Δ6 | Καρφίτσα PA_4 του TIVA |
| Δ7 | Καρφίτσωμα PB_6 του TIVA |
Για να εμφανίσετε τις τιμές ποτενσιόμετρου στην οθόνη LCD, συνδέστε την έξοδο Pot σε οποιονδήποτε αναλογικό πείρο (PE2).
Προγραμματισμός TIVA TM4C Launchpad για LCD χρησιμοποιώντας Energia IDE
Πριν προχωρήσετε στην εξήγηση, σημειώστε τις καρφίτσες που χρησιμοποιούνται σε αυτό το έργο. Ρίξτε μια ματιά στο διάγραμμα κυκλώματος και το διάγραμμα pin-out TIVA που δίνεται παραπάνω. Πλήρης κώδικας με ένα βίντεο εργασίας επισυνάπτεται στο τέλος αυτού του σεμιναρίου.
Το Energia IDE, από προεπιλογή, συνοδεύεται από βιβλιοθήκη για LCD 16x2 (LiquidCrystal). Εάν δεν υπάρχει, κάντε λήψη από αυτόν τον σύνδεσμο github και επικολλήστε τον στον φάκελο βιβλιοθηκών του Energia IDE.
Στη συνέχεια, ξεκινήστε το πρόγραμμα συμπεριλαμβάνοντας τη βιβλιοθήκη για LCD και καθορίζοντας τις καρφίτσες για αυτό
#περιλαμβάνω
Το επόμενο βήμα είναι να αναφέρουμε τις καρφίτσες με το οποίο η οθόνη LCD είναι συνδεδεμένο με, όπως έχουμε ήδη ονομάσει τη χρήση της #define μπορούμε τώρα απλά να αναφέρουμε τα ονόματα των ακίδων LCD. Βεβαιωθείτε ότι ακολουθείται η ίδια σειρά.
LiquidCrystal lcd (RS, EN, D4, D5, D6, D7);
Υπάρχουν τόσοι πολλοί τύποι οθονών LCD που ποικίλλουν σε μέγεθος και φύση, οπότε σε λειτουργία κενής ρύθμισης () , καθορίστε πρώτα τον τύπο της LCD που χρησιμοποιείτε στο έργο. Εδώ έχουμε χρησιμοποιήσει οθόνη LCD 16x2.
lcd.begin (16, 2);
Για να εκτυπώσετε κάτι στην οθόνη LCD, αναφέρετε δύο πράγματα στο πρόγραμμα. Το ένα είναι η θέση του κειμένου που μπορεί να αναφερθεί χρησιμοποιώντας τη γραμμή lcd.setCursor () και άλλο είναι το περιεχόμενο προς εκτύπωση που μπορεί να αναφερθεί από το lcd.print (). Εδώ θέτουμε το δρομέα στο 1 st γραμμή και 1 ης στήλης.
lcd.setCursor (0,0);
Ομοίως, μπορούμε επίσης να κάνουμε
lcd.setCursor (0, 1); // για να ρυθμίσετε τον κέρσορα στην 1η στήλη 2η σειρά
Ακριβώς όπως η διαγραφή ενός πίνακα μετά την εγγραφή σε αυτό, μια οθόνη LCD θα πρέπει επίσης να διαγραφεί μόλις γράψει κάτι πάνω του. Αυτό μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας την παρακάτω γραμμή
lcd.clear ();
Στη συνάρτηση Void loop () , πάρτε την τιμή pot χρησιμοποιώντας τη λειτουργία analogRead () και αποθηκεύστε αυτήν την τιμή σε άλλη μεταβλητή και, στη συνέχεια, εμφανίστε αυτήν την τιμή.
sensorValue = analogRead (sensorPin); lcd.setCursor (0, 0); lcd.print ("τιμή ADC:"); lcd.setCursor (10, 0); lcd.print (sensorValue);
Τώρα, μετατρέψτε αυτήν την τιμή ADC σε τάση πολλαπλασιάζοντάς την με 3.3, επειδή είναι η υψηλότερη τάση που μπορεί να γίνει αποδεκτή από τις καρφίτσες πλακέτων TIVA. Στη συνέχεια, διαιρέστε την πολλαπλασιασμένη τιμή με 4096.
lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Τάσεις:"); τάσεις = (τιμή αισθητήρα * 3.3) / 4096; lcd.setCursor (10, 1); lcd.print (τάσεις);
Μπορείτε να βρείτε πλήρες πρόγραμμα στο τέλος.
Οθόνη LCD 16x2 με TIVA Launchpad
Όταν το υλικό και ο κωδικός είναι έτοιμοι, απλώς συνδέστε την πλακέτα TIVA στον υπολογιστή και ανεβάστε τον κωδικό στην πλακέτα. Ακολουθήστε το προηγούμενο σεμινάριο για να μάθετε πώς μπορείτε να ανεβάσετε τον κώδικα στο TIVA Launchpad.
Μόλις μεταφορτωθεί ο κωδικός θα πρέπει να δείτε την οθόνη που δείχνει τα ακόλουθα.
Τώρα, απλώς περιστρέψτε το ποτενσιόμετρο για να μεταβάλλετε την τιμή ADC και θα δείτε ότι η αντίστοιχη τιμή τάσης θα διαφέρει επίσης, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.
Ο πλήρης κωδικός και το λεπτομερές βίντεο βρίσκονται παρακάτω. Προχωρήστε και δοκιμάστε να αλλάξετε το κείμενο που εμφανίζεται στην οθόνη LCD.