Подключение модуля LCD Keypad Shield 1602 к Arduino

LCD Keypad Shield  –  одна из самых популярных плат расширения для ардуино. Она может существенно упростить работу с жидкокристаллическими экранами, позволяя разработчику сосредоточиться на других задачах. В этой статье мы рассмотрим шилд LCD Keypad Shield для дисплея TC 1602 со встроенными 5 управляющими кнопками. Узнаем, как работает эта плата, как ее можно подключить к ардуино, рассмотрим несколько примеров скетчей в реальных проектах. Если вы не знаете, что такое шилд, то можете предварительно прочитать статью о платах расширениях и шилдах ардуино.

Описание шилда LCD Keypad Shield

Рассматриваемый шилд представляет собой плату с встроенными модулями индикации и управления. Индикация осуществляется с помощью LCD-дисплея TC1602, управление – через встроенные кнопки. Есть возможность регулировки яркости дисплея прямо на плате с помощью подстроечного резистора. Плата снабжена разъемами, в которые могут быть подключены другие устройства, например, датчики. Для работы с экраном используются пины 4-10, для определения нажатия кнопок – только один аналоговый пин A0. Свободными являются цифровые пины 0-3, 11-13 и аналоговые пины A1-A5.

Основные области применения шилда: создание управляющих модулей, реализующих настройки устройства с помощью интерфейса меню. Экран шилда можно использовать для вывода информации, получаемой с датчиков, с возможностью выполнения пользователем каких-либо действий путем нажатия на встроенные кнопки. Естественно, можно найти и другие способы использования платы: например, реализовать игру типа тетрис.

Технические характеристики

• Тип дисплея: LCD 1602, символьный, 4-х битный режим.
• Разрешение: 16×2 (две строки по 16 символов каждая). Знакоместо 5×8 точек.
• Цвет дисплея: синий (возможны варианты с желтым и зеленым цветом). Буквы белого цвета.
• Технология: STN, Transflective, Positive.
• Контроллер дисплея: HD44780U.
• Предельная частота обновления экрана: 5Гц
• Питание дисплея: 5 Вольт
• Кнопки: 6 кнопок (5 кнопок управления и Reset).
• Дополнительные элементы: регулировка яркости подсветки (потенциометр).
• Рабочая температура экрана: от -20 °С до +70 °С;
• Температура хранения экрана: от -30 °С до +80 °С.

Распиновка LCD shield для подключения к Arduino

Дополнительные элементы шилда

• Индикаторный светодиод (включается при подключении питания к плате).
• Контактные площадки для подключения аналоговых устройств (GND, VSS, пин данных).
• Потенциометр для регулирования контрастностью экрана.

Подключение платы LCD Shield к Arduino

Подключение шилда очень простое – нужно попасть ножками в соответствующие разъемы платы ардуино и аккуратно совместить их. Ничего дополнительно подсоединять или припаивать не надо. Нужно помнить и учитывать тот факт, что часть пинов зарезервированы для управления дисплеем и кнопками и не может быть использована для других нужд! Для удобства подключения дополнительного оборудования на плате выведены дополнительные разъемы 5В и GND к каждой контактной площадке аналоговых пинов. Это, безусловно, упрощает работу с датчиками. Также можно подключать цифровые устройства через свободные пины 0-3 и 11-13. Подключив шилд, мы можем работать с экраном и кнопками на нем так же, как с отдельными устройствами, учитывая только номера пинов, к которым припаяны соответствующие контакты.

Скетч для экрана на Arduino LCD shield

Для работы с LCD экранами обычно используют популярную библиотеку LiquidCrystal . На этапе инициализации создается объект класса LiquidCrystal, в конструкторе которого мы указываем пины с подключенными контактами экрана. Для нашего шилда требуется использовать такой вариант: LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); Последовательность аргументов конструктора:

• RS (8)
• Enable (9)
• data(4)
• data(5)
• data(6)
• data(7)

Ничего сложного в работе с объектом нет. В setup() мы инициализируем объект, указывая ему количество символов и строк:

    lcd.begin(16, 2);    

Для вывода информации на дисплей используем метод print():

    lcd.print (“Arduino Master!”);    

Текст выведется в место текущего нахождения курсора (в начале работы скетча это первая строка и первый символ). Для указания произвольного положения курсора можно использовать функцию setCursor(<столбец>, <строка>):

    lcd.setCursor(0, 0); // Первый символ первой строки    lcd.setCursor(0, 1); // Первый символ второй строки    lcd.setCursor(2, 1); // Третий символ второй строки    

Кнопки LCD Keypad Shield

На плате присутствуют пять управляющих кнопок, работа с которыми ведется через один аналоговый пин A0. В шилде использован достаточно распространенный способ простого кодирования сигнала, при котором каждая кнопка формирует определенное значение напряжения, которое после АЦП преобразуется в соответствующее значение от 0 до 1023. Таким образом, мы можем передавать информацию о нажатии разных кнопок через один пин, считывая его при помощи функции analogRead();

Значения уровня сигнала на пине A0 в зависимости от выбранной кнопки:

Пример скетча работы с кнопками LCD Keypad Shield:

  int keyAnalog =  analogRead(A0);    if (keyAnalog < 100) {      // Значение меньше 100 – нажата кнопка right      // Выполняем какое-то действие для кнопки вправо.    } else if (keyAnalog < 200) {      // Значение больше 100 (иначе мы бы вошли в предыдущий блок результата сравнения, но меньше 200 – нажата кнопка UP      // Выполняем какое-то действие для кнопки вверх    } else if (keyAnalog < 400) {      // Значение больше 200, но меньше 400 – нажата кнопка DOWN      // Выполняем действие для кнопки вниз    } else if (keyAnalog < 600) {      // Значение больше 400, но меньше 600 – нажата кнопка LEFT      // Выполняем действие для кнопки влево    } else if (keyAnalog < 800) {      // Значение больше 600, но меньше 800 – нажата кнопка SELECT      // Выполняем действие для кнопки выбора пункта меню    } else {      // Все остальные значения (до 1023) будут означать, что нажатий не было    }  

В выбранном методе кодирования есть два главных недостатка:

• Нельзя отслеживать одновременное нажатие нескольких кнопок;
• Возможные искажения сигнала могут привести к ложным срабатываниям.

Нужно учитывать эти ограничения, выбирая этот шлд в своих проектах, если вы планируете использовать устройство в системах с большим количеством помех, которые могут искажать сигнал на входе A0, из-за чего АЦП может сформировать ошибочное значение и скетч в результате выполнит другие инструкции.

Пример скетча для работы с экраном и кнопками меню

В данном примере мы определяем текущую нажатую кнопку и выводим ее название на экран. Обратите внимание, что для удобства мы выделили операцию определения кнопки в отдельную функцию. Также в скетче мы выделили отдельный метод для вывода текста на экран. В ней мы показываем сообщение (параметр message) и очищаем его через секунду. Нужно помнить, что в течение этой секунды нажатия кнопок не обрабатываются

  #include   LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);    #define BTN_UP   1  #define BTN_DOWN 2  #define BTN_LEFT 3  #define BTN_RIGHT 4  #define BTN_SELECT 5  #define BTN_NONE 10    int detectButton() {    int keyAnalog =  analogRead(A0);    if (keyAnalog < 100) {      // Значение меньше 100 – нажата кнопка right      return BTN_RIGHT;    } else if (keyAnalog < 200) {      // Значение больше 100 (иначе мы бы вошли в предыдущий блок результата сравнения, но меньше 200 – нажата кнопка UP      return BTN_UP;    } else if (keyAnalog < 400) {      // Значение больше 200, но меньше 400 – нажата кнопка DOWN      return BTN_DOWN;    } else if (keyAnalog < 600) {      // Значение больше 400, но меньше 600 – нажата кнопка LEFT      return BTN_LEFT;    } else if (keyAnalog < 800) {      // Значение больше 600, но меньше 800 – нажата кнопка SELECT      return BTN_SELECT;    } else {      // Все остальные значения (до 1023) будут означать, что нажатий не было      return BTN_NONE;    }  }  void clearLine(int line){    lcd.setCursor(0, 1);    lcd.print("                ");  }    void printDisplay(String message){    Serial.println(message);    lcd.setCursor(0, 1);    lcd.print(message);    delay(1000);    clearLine(1);  }    void setup() {    Serial.begin(9600);    lcd.begin(16, 2);    lcd.print("Arduino Master");    delay(3000);    lcd.setCursor(0, 0);    lcd.print("Arduino Master");      }    void loop() {    int button = detectButton();      switch (button) {      case BTN_UP:        printDisplay("UP");        break;      case BTN_DOWN:        printDisplay("DOWN");        break;      case BTN_LEFT:        printDisplay("LEFT");        break;      case BTN_RIGHT:        printDisplay("RIGHT");        break;      case BTN_SELECT:        printDisplay("SELECT");        break;      default:        //printDisplay("Press any key");        break;    }  }  

Краткие выводы по плате расширения LCD keypad shield

Плата расширения LCD Keypad достаточно популярная, она проста и удобна для использования в проектах Arduino. Сегодня ее можно легко купить практически в любом интернет-магазине.

Плюсы LCD Shield:

• Упрощает подключение жидкокристаллического экрана.
• Уменьшает общие размеры устройства, т.к. убирает выступающие провода и монтажные платы.
• Сокращает количество ошибок, связанных с неправильным монтажом и подключением.
• Добавляет функциональность кнопочного управления, если на плате установлены кнопки (LCD Keypad shield).

Недостатки:

• Стоимость шилда выше, чем стоимость отдельного экрана.
• Не всегда нужна дополнительная функциональность в виде кнопок.
• Шилд потребляет больше энергии, чем отдельные элементы платы.

Подключение LCD Keypad Shield к Arduino

Подробности

Создано: 19 августа 2015

Будем подключать LCD Keypad Shield к Arduino UNO R3. На шилде имеются кнопки, вот и попробуем с помощью них манипулировать нашей Ардуиной и результат выводить на дисплей.

Характеристики шилда

• Дисплей синего цвета с белыми буквами. Регулировка яркости подсветки
• Тип дисплея: Символьный
• Разрешение:16×2
• 6 кнопок
• Питание дисплея: 5 Вольт
• Работа дисплея: в 4 битном режиме

Подключение

Как и любой другой шилд подключается элементарно, просто втыкаем туда куда втыкается, ошибиться весьма трудно. При соединении с Arduino UNO R3 обе платы окажутся ровно одна под другой. Шилд совместим с Arduino (Diecimila, Duemilanove, UNO, Mega, Mega2560, Mega ADK).

В состав платы входит LCD дисплей и 6 кнопок. Пины 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10 задействованы для управления LCD. На аналоговый пин 0 считываются сигналы с кнопок. Дисплей в данной сборке работает в четырех битном режиме.

Скетч

В данном примере на дисплей будут выводиться направления (вверх, вниз, влево, вправо) и кнопка выбора, соответствующие нажатым кнопкам. Для работы потребуется библиотека LiquidCrystal.

#include<Wire.h>// добавляем необходимые библиотеки#include<LiquidCrystal.h>LiquidCrystallcd(8,9,4,5,6,7);// Нажатые кнопкиintbutton;constintBUTTON_NONE   =;constintBUTTON_RIGHT  =1;constintBUTTON_UP     =2;constintBUTTON_DOWN   =3;constintBUTTON_LEFT   =4;constintBUTTON_SELECT=5;intgetPressedButton(){    intbuttonValue=analogRead();// считываем значения с аналогового входа(A0)    if(buttonValue<100){      returnBUTTON_RIGHT;    }    elseif(buttonValue<200){      returnBUTTON_UP;    }    elseif(buttonValue<400){      returnBUTTON_DOWN;    }    elseif(buttonValue<600){      returnBUTTON_LEFT;    }    elseif(buttonValue<800){      returnBUTTON_SELECT;    }    returnBUTTON_NONE;}voidsetup(){    lcd.begin(16,2);    lcd.print("www.2150692.ru");}voidloop(){    button=getPressedButton();    switch(button) {      caseBUTTON_RIGHT:// при нажатии кнопки выводим следующий текст        lcd.setCursor(,);        lcd.print("                 ");        lcd.setCursor(,);        lcd.print("BUTTON: RIGHT");        break;      caseBUTTON_LEFT:        lcd.setCursor(,);        lcd.print("                   ");        lcd.setCursor(,);        lcd.print("BUTTON: LEFT");        break;      caseBUTTON_UP:        lcd.setCursor(,);        lcd.print("                  ");        lcd.setCursor(,);        lcd.print("BUTTON: UP");        break;      caseBUTTON_DOWN:        lcd.setCursor(,);        lcd.print("                ");        lcd.setCursor(,);        lcd.print("BUTTON: DOWN");        break;      caseBUTTON_SELECT:        lcd.setCursor(,);        lcd.print("                 ");        lcd.setCursor(,);        lcd.print("BUTTON: SELECT");        break;    }}

Добавить комментарий

Технические характеристики

• Тип дисплея: LCD 1602, символьный, 4-х битный режим.
• Разрешение: 16×2 (две строки по 16 символов каждая). Знакоместо 5×8 точек.
• Цвет дисплея: синий (возможны варианты с желтым и зеленым цветом). Буквы белого цвета.
• Технология: STN, Transflective, Positive.
• Контроллер дисплея: HD44780U.
• Предельная частота обновления экрана: 5Гц
• Питание дисплея: 5 Вольт
• Кнопки: 6 кнопок (5 кнопок управления и Reset).
• Дополнительные элементы: регулировка яркости подсветки (потенциометр).
• Рабочая температура экрана: от -20 °С до +70 °С;
• Температура хранения экрана: от -30 °С до +80 °С.

Распиновка LCD shield для подключения к Arduino

Дополнительные элементы шилда

• Индикаторный светодиод (включается при подключении питания к плате).
• Контактные площадки для подключения аналоговых устройств (GND, VSS, пин данных).
• Потенциометр для регулирования контрастностью экрана.

Подключение платы LCD Shield к Arduino

Скетч для экрана на Arduino LCD shield

Для работы с LCD экранами обычно используют популярную библиотеку LiquidCrystal. На этапе инициализации создается объект класса LiquidCrystal, в конструкторе которого мы указываем пины с подключенными контактами экрана. Для нашего шилда требуется использовать такой вариант: LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7).

Последовательность аргументов конструктора:

• RS (8)
• Enable (9)
• data(4)
• data(5)
• data(6)
• data(7)

Ничего сложного в работе с объектом нет. В setup() мы инициализируем объект, указывая ему количество символов и строк:

Для вывода информации на дисплей используем метод print():

Текст выведется в место текущего нахождения курсора (в начале работы скетча это первая строка и первый символ). Для указания произвольного положения курсора можно использовать функцию setCursor(<столбец>, <строка>):

На плате присутствуют пять управляющих кнопок, работа с которыми ведется через один аналоговый пин A0. В шилде использован достаточно распространенный способ простого кодирования сигнала, при котором каждая кнопка формирует определенное значение напряжения, которое после АЦП преобразуется в соответствующее значение от 0 до 1023. Таким образом, мы можем передавать информацию о нажатии разных кнопок через один пин, считывая его при помощи функции analogRead().

Значения уровня сигнала на пине A0 в зависимости от выбранной кнопки:

Пример скетча работы с кнопками LCD Keypad Shield:

Оригинал статьи на сайте ArduinoMaster.Ru.

Купить LCD Keypad Shield в интернет-магазине Arduinka.Pro

Похожие статьи

Управление Arduino с помощью джойстикаАдресная светодиодная лента WS2812 и ArduinoУправление сервоприводом на ArduinoИспользуемые источники:

• https://arduinomaster.ru/platy-arduino/arduino-lcd-keypad-shield/
• https://2150692.ru/faq/57-podklyuchenie-lcd-keypad-shield-k-arduino
• https://arduinka.pro/blog/podklyuchenie/podklyuchenie-modul-lcd-keypad-shield-1602-k-arduino/