如何用树莓派驱动16x2 LCD

概述

向任何项目添加LCD会立即使它提高一个档次。本教程说明了如何使用6个GPIO引脚将廉价的HDD44780兼容LCD连接到Raspberry Pi。尽管还有其他方法可以使用I2C或UART进行连接，但这是直接使用裸机的最直接方法。

此技术：

允许使用廉价LCD

不需要任何 i2c驱动程序

不会窃取Pi上唯一的串行端口。

示例Python代码发送日期，时间和Pi的IP地址到显示器。如果您在无头模式下运行Pi，一眼就能确定IP地址非常方便。

要遵循本教程，您将需要

标准LCD 16x2 +其他功能

Pi T-Cobbler Plus，Pi Cobbler Plus用于模型B +/Pi 2或原始Pi补鞋匠

（2）半尺寸面包板

连接线

A Raspberry Pi（与所有26pin和40pin Pi兼容

您几乎可以将任何字符LCD与本教程-适用于16x1、16x2、20x2、20x4 LCD。它不适用于40x4 LCD

将补鞋匠连接到LCD

LCD

每当遇到带有16个连接器的LCD显示器时，最有可能使用HD44780控制器。这些设备提供相同的引出线，使其相对易于使用。 LCD使用并行接口，这意味着我们需要树莓派的许多引脚来控制它。在本教程中，我们将使用4个数据引脚（4位模式）和两个控制引脚。

数据引脚很简单。他们正在将数据发送到显示器（高/低切换）。我们将仅使用写入模式，而不读取任何数据。

寄存器选择引脚有两种用途。拉低时，它可以向LCD发送命令（例如移至或清除屏幕的位置）。这称为写指令或命令寄存器。当以另一种方式切换（1）时，寄存器选择引脚进入数据模式，并将其用于将数据发送到屏幕。

读/写引脚将被拉低（仅写）。 ），因为我们只希望基于此设置写入LCD。

启用引脚将被切换为将数据写入寄存器。

LCD引脚排列

接地

VCC- 5v不是3.3v

电位器的对比度调整（VO）

寄存器选择（RS）。 RS = 0：命令，RS = 1：数据

读/写（R/W）。 R/W = 0：写，R/W = 1：读（我们将不使用此引脚）

时钟（启用）。触发下降沿

位0 （4位操作中不使用）

位1 （4位操作中不使用）

位2 （在4位操作中不使用）

位3 （在4位操作中不使用）

第4位

第5位

第6位

第7位

背光LED阳极（ +）

背光LED阴极（-）

在接线前，请检查LCD是否具有LED背光，而不是EL背光。 LED背光使用10-40mA的功率，EL背光使用200 + ma！ EL背光灯通常价格便宜但无法使用，请确保不要使用背光灯，否则Pi会过载。一些带有LED背光的廉价LCD在LCD模块的背光上没有电阻，如果不确定，请在15针和5V引脚之间连接一个1Kohm电阻，而不是直接连接。 所有Adafruit液晶显示器都具有带内置电阻器的LED背光灯，因此您不需要额外的电阻器！

5v LCD vs 3.3v Pi

树莓派GPIO设计for3.3v，但我们的LCD是5v设备。 使用5v显示屏很好，但前提是我们要从Pi向外发送数据。我们不会在补鞋匠上使用3.3v电源轨，我们将显示器的 RW （读/写）引脚连接到GND，因为我们不希望显示器发送5v信号进入Pi。

别越过溪流！

接线图

首先，将补鞋匠电源引脚连接到面包板电源导轨。补鞋匠提供的+ 5.0V连接至红色条纹导轨（红色线），补鞋匠提供的GND连接至蓝色条纹导轨（黑色线）

为了将数据发送至LCD，我们将其接线为遵循

LCD的引脚＃1接地

LCD的引脚＃2达到+ 5V

引脚＃3（Vo）连接到电位计的中间

4号针（RS）连接到补鞋匠＃22

Pin＃5（RW）接地

Pin ＃6（EN）连接到补鞋匠＃17

跳过LCD引脚＃7，＃8，＃9和＃10

引脚＃11（D4）连接到补鞋匠＃25

Pin＃12（D5）连接到Cobbler＃24

Pin＃13（D6）连接到Cobber＃23

Pin＃14（D7）连接到Cobber＃18

针＃15（LED +）转到+ 5V（红线）

针＃16（LED-）接地（黑色线）

然后连接电位计，左引脚接地（黑线），右引脚接地+ 5V（红线）

以下是T-Cobbler Plus版本的草图：

》素描以26针的补鞋匠覆盆子Pi（v1，v2）

准备LCD

开始之前，请进行以下操作确保您有一个带0.1“公头的排针和一个10K电位器。所有Adafruit字符LCD都带有这些部件，因此您应该一切顺利。

大多数LCD都有顶部有16个针脚的条带，如果标头稍长，请将其断开，直到其正确的长度

接下来，您需要将接头连接到LCD。 您必须执行此操作，仅尝试“压入” LCD是不可行的！

首先连接补鞋匠的 5V 和 GND 线到面包板。然后将针脚＃1，＃2和＃15，＃16连接到面包板电源导轨，如图所示。背光应点亮。如果没有，请检查接线！

接下来，进行对比电位计，如上图所示，中间引脚连接到LCD引脚＃3，另两个引脚连接到5V并接地。

扭转电位计，直到您看到LCD的第一行充满了方框。如果看不到方框，请检查接线！

完成 RS，RW，EN，D4，D5，D6，和 D7 引脚的接线，如图所示

就是这样！现在您可以运行Python脚本在屏幕上绘制文本了！

必要的软件包

最新的Raspbian

您的Pi必须运行最新版本的Raspbian。本教程使用Raspbian Stretch（2018年11月）编写。如果尚未为Raspberry Pi准备SD卡，请查阅我们的指南。安装完成后，请确保并运行以下命令以确保您的安装软件包是最新的。

下载：文件

复制代码

$ sudo apt-get update -y

$ sudo apt-get upgrade -y $ sudo apt-get update -y

$ sudo apt-get upgrade -y

安装pip3

pip3已与完整的Raspbian安装一起安装，但Raspbian Lite并未安装包括pip3，因此需要按如下所示进行安装。

下载：文件

复制代码

$ sudo apt-get install python3-pip $ sudo apt-get install python3-pip

安装adafruit-blinka

下载：文件

复制代码

$ sudo pip3 install adafruit-blinka $ sudo pip3 install adafruit-blinka

安装adafruit-circuitpython-charlcd

下载：文件

C opy代码

$ sudo pip3 install adafruit-circuitpython-charlcd $ sudo pip3 install adafruit-circuitpython-charlcd

Python脚本

以下代码可以下载到您的树莓派上，并运行以在LCD显示屏上获取机器的日期，时间和IP地址。

代码

下载：Project Zip 或 Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi.py | 在Github上查看

复制代码

from subprocess import Popen， PIPE

from time import sleep

from datetime import datetime

import board

import digitalio

import adafruit_character_lcd.character_lcd as characterlcd

# Modify this if you have a different sized character LCD

lcd_columns = 16

lcd_rows = 2

# compatible with all versions of RPI as of Jan. 2019

# v1 - v3B+

lcd_rs = digitalio.DigitalInOut（board.D22）

lcd_en = digitalio.DigitalInOut（board.D17）

lcd_d4 = digitalio.DigitalInOut（board.D25）

lcd_d5 = digitalio.DigitalInOut（board.D24）

lcd_d6 = digitalio.DigitalInOut（board.D23）

lcd_d7 = digitalio.DigitalInOut（board.D18）

# Initialise the lcd class

lcd = characterlcd.Character_LCD_Mono（lcd_rs， lcd_en， lcd_d4， lcd_d5， lcd_d6，

lcd_d7， lcd_columns， lcd_rows）

# looking for an active Ethernet or WiFi device

def find_interface（）：

find_device = “ip addr show”

interface_parse = run_cmd（find_device）

for line in interface_parse.splitlines（）：

if “state UP” in line：

dev_name = line.split（‘：’）［1］

return dev_name

# find an active IP on the first LIVE network device

def parse_ip（）：

find_ip = “ip addr show %s” % interface

find_ip = “ip addr show %s” % interface

ip_parse = run_cmd（find_ip）

for line in ip_parse.splitlines（）：

if “inet ” in line：

ip = line.split（‘ ’）［5］

ip = ip.split（‘/’）［0］

return ip

# run unix shell command， return as ASCII

def run_cmd（cmd）：

p = Popen（cmd， shell=True， stdout=PIPE）

output = p.communicate（）［0］

return output.decode（‘ascii’）

# wipe LCD screen before we start

lcd.clear（）

# before we start the main loop - detect active network device and ip address

sleep（2）

interface = find_interface（）

ip_address = parse_ip（）

while True：

# date and time

lcd_line_1 = datetime.now（）.strftime（‘%b %d %H：%M：%S ’）

# current ip address

lcd_line_2 = “IP ” + ip_address

# combine both lines into one update to the display

lcd.message = lcd_line_1 + lcd_line_2

sleep（2）

from subprocess import Popen， PIPE

from time import sleep

from datetime import datetime

import board

import digitalio

import adafruit_character_lcd.character_lcd as characterlcd

# Modify this if you have a different sized character LCD

lcd_columns = 16

lcd_rows = 2

# compatible with all versions of RPI as of Jan. 2019

# v1 - v3B+

lcd_rs = digitalio.DigitalInOut（board.D22）

lcd_en = digitalio.DigitalInOut（board.D17）

lcd_d4 = digitalio.DigitalInOut（board.D25）

lcd_d5 = digitalio.DigitalInOut（board.D24）

lcd_d6 = digitalio.DigitalInOut（board.D23）

lcd_d7 = digitalio.DigitalInOut（board.D18）

# Initialise the lcd class

lcd = characterlcd.Character_LCD_Mono（lcd_rs， lcd_en， lcd_d4， lcd_d5， lcd_d6，

lcd_d7， lcd_columns， lcd_rows）

# looking for an active Ethernet or WiFi device

def find_interface（）：

find_device = “ip addr show”

interface_parse = run_cmd（find_device）

for line in interface_parse.splitlines（）：

if “state UP” in line：

dev_name = line.split（‘：’）［1］

return dev_name

# find an active IP on the first LIVE network device

def parse_ip（）：

find_ip = “ip addr show %s” % interface

find_ip = “ip addr show %s” % interface

ip_parse = run_cmd（find_ip）

for line in ip_parse.splitlines（）：

if “inet ” in line：

ip = line.split（‘ ’）［5］

ip = ip.split（‘/’）［0］

return ip

# run unix shell command， return as ASCII

def run_cmd（cmd）：

p = Popen（cmd， shell=True， stdout=PIPE）

output = p.communicate（）［0］

return output.decode（‘ascii’）

# wipe LCD screen before we start

lcd.clear（）

# before we start the main loop - detect active network device and ip address

sleep（2）

interface = find_interface（）

ip_address = parse_ip（）

while True：

# date and time

lcd_line_1 = datetime.now（）.strftime（‘%b %d %H：%M：%S ’）

# current ip address

lcd_line_2 = “IP ” + ip_address

# combine both lines into one update to the display

lcd.message = lcd_line_1 + lcd_line_2

sleep（2）

下载代码

为了简单起见，将此文件放在您的主目录中。 wget命令使事情变得简单。

下载：文件

复制代码

$ wget https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Adafruit_Learning_System_Guides/master/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi.py $ wget https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Adafruit_Learning_System_Guides/master/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi.py

运行代码

以下命令将启动该程序，您应该会看到LCD显示屏上显示了日期，时间和IP地址。

下载：文件

复制代码

$ sudo python3 。/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi.py $ sudo python3 。/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi.py

在每次启动时显示时间和IP

拥有一个可以手动运行的脚本是一件好事，但花时间和时间来做不是很好Raspberry Pi启动时，显示屏上会弹出IP地址吗？这是使用初始化脚本完成的，该脚本在每次Raspberry Pi启动时都会运行我们的Python代码。

下载服务文件

以下命令将使您可以将lcd.service文件直接下载到您的Pi。 p》

下载：文件

复制代码

$ wget https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Adafruit_Learning_System_Guides/master/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi/lcd.service $ wget https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Adafruit_Learning_System_Guides/master/Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi/lcd.service

下载：Project Zip 或 lcd.service | 在Github上查看

复制代码

［Unit］

Description=LCD date|time|ip

Requires=network-online.target

After=network-online.target

［Service］

ExecStart=/usr/bin/python3 Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi.py

WorkingDirectory=/home/pi

StandardOutput=inherit

StandardError=inherit

Restart=always

User=pi

［Install］

WantedBy=network-online.target

［Unit］

Description=LCD date|time|ip

Requires=network-online.target

After=network-online.target

［Service］

ExecStart=/usr/bin/python3 Drive_a_16x2_LCD_with_the_Raspberry_Pi.py

WorkingDirectory=/home/pi

StandardOutput=inherit

StandardError=inherit

Restart=always

User=pi

［Install］

WantedBy=network-online.target

放置lcd.service文件

lcd.service文件需要复制到正确的位置，并且可以使用systemctl命令来启动|停止|启用服务。在启用此功能之前，最好先进行测试，因为系统上的路径可能存在细微差别。

下载：文件

复制代码

$ sudo cp lcd.service /etc/systemd/system $ sudo cp lcd.service /etc/systemd/system

测试lcd.service

下载：文件

复制代码

$ sudo systemctl daemon-reload

$ sudo systemctl start lcd.service

$ ps auxww | grep -i 16x2 $ sudo systemctl daemon-reload

$ sudo systemctl start lcd.service

$ ps auxww | grep -i 16x2

以下命令读取对服务文件的更新，启动lcd.service并确认该进程正在运行。如果脚本显示在“ ps”命令输出中，则说明您已正确完成所有操作，现在可以启用服务并重新启动。该服务应在启动时自动激活。

启用lcd.service

下载：文件

复制代码

$ sudo systemctl enable lcd.service $ sudo systemctl enable lcd.service

现在，每次启动时，LCD都会在启动时自动显示日期/时间/ip地址。这意味着您无需插入监视器即可知道何时可以访问Pi以及IP地址是什么。

时区

最后，但并非最不重要：我的Pi已配置了UT（通用时间）。我更喜欢根据我的时区（山）来查看时间。这是在Pi上为任何位置配置时间的方法。这是一次配置设置，将在两次重启之间保留。

我们可以使用raspi-config轻松设置时区。选择以下内容：

本地化选项

更改时区

大陆/国家/地区

时区

运行raspi-config

下载：文件

复制代码

$ sudo raspi-config $ sudo raspi-config

责任编辑：wv