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【树莓派基础系列教程】9、如何使用16×2 LCD液晶显示器

DF创客社区

2021-06-01

导读：基础系列教程最后一课！

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在本教程中，详细记录了怎么用树莓派控制LCD液晶显示器，即使对电路一无所知，按教程走也能完成配置。

16×2 LCD显示器很简单，不同于触摸屏或者普通的液晶显示屏，最适合用来显示短信息。

设备清单

本篇树莓派LCD教程所需的设备如下。

建议材料

树莓派
高速SD卡
LCD1602A
10k欧姆电位器
面包板
面包板跳线

可选材料

树莓派外壳
USB鼠标
USB键盘
以太网线或WiFi

树莓派16×2液晶屏的电路

看上去这个电路的内容挺多的，但只需要把显示器和显示器之间的线正确连接起来就可以了。

电路中的电位器是控制屏幕亮度的关键。如果你没有电位器，可以尝试将其换成电阻。如果使用电阻，可以尝试使用5k和10k欧姆之间的电阻。在得到完美的电阻之前，可能需要尝试几个不同的值。

一个典型的16×2液晶显示器有16个引脚，但并不是所有的引脚都需要使用。在这个电路中，只需要使用4条数据总线线，因为只是在4位模式下使用它。

大多数16连接器的显示器使用HD44780控制器。这个控制器让显示器变得更通用，可以在多种设备上使用。例如，这个显示器我之前在Arduino的LCD教程中使用过。

LCD的引脚布局如下：

组装16×2 LCD

你会发现，大多数16×2显示器没有预焊头针。

如果没有排针的话，要用电烙铁把排针焊到LCD上，没有排针的话操作比较麻烦，焊接非常容易。

首先，插好排针。
将针从显示器的孔中放上去。头针的短边应向上伸出。
用热烙铁和一些焊料，慢慢地焊接每个引脚。
这样就搞定了。

连接电路

将16×2的液晶显示器连接到树莓派上非常简单，虽然会有不少线要连接起来，但并没有什么太复杂的地方。

在开始组装电路之前，有一件事是应该注意的。由于我们不想让5v的电压反馈到Pi上（Pi的GPIO引脚的额定电压为3v3），需要让LCD的读/写引脚接地。

在下面的步骤中，引脚的物理/逻辑编号在括号中，否则就是GPIO编号。

将5v（引脚2）的导线放到面包板的正极上。
将一根导线从地线（第6针）到面包板上的地线。
将16×2显示屏放到面包板上。
将电位器放到面包板上。
将正极和地极引脚连接到面包板上的相关位置上。

从液晶显示屏的1号引脚开始做以下工作，或者直接参考下面的电路图。屏幕的1号引脚是最靠近电路板两个边缘的引脚。

引脚1(Ground)接地。
引脚2(VCC/5V)接正极。
第3脚(V0)走到电位器的中间线。
引脚4（RS）进入GPIO25（引脚22）。
引脚5(RW)接地。
引脚6(EN)进入GPIO24(引脚18)
引脚11（D4）连接到GPIO23（引脚16）。
引脚12(D5)到GPIO17(引脚11)。
13脚(D6)到GPIO18(12脚)
引脚14(D7)至GPIO22(引脚15)
引脚15(LED +)进入正极。
引脚16(LED-)到地线。

与16×2显示器通信的代码

在最新版本的Raspbian上，所有与GPIO设备通信所需的软件包都已预装。你也应该发现已经安装了python。

如果你的是旧版本的Raspbian，可能需要查看更多关于设置Pi使用GPIO的信息。

对Python有基本的了解会让你的操作轻松很多，不过，本教程在没有任何Python经验的情况下应该也是可以完成的。

所需要的库

在这个例子中，我会安装并使用Adafruit的库。它是为Adafruit LCD板设计的，但也可以与其他品牌的板子一起工作。如果你的显示板使用的是HD44780控制器，那么它作应该没有任何问题。

首先，运行下面的命令将所需的git目录克隆到树莓派上。

git clone https://github.com/pimylifeup/Adafruit_Python_CharLCD.git

接下来换到刚才克隆的目录中，运行设置文件。

cd ./Adafruit_Python_CharLCD
sudo python setup.py install

一旦安装完成，就可以在Pi上的Python脚本中调用Adafruit库。在Python脚本的顶部添加以下一行，就可以引入该库。然后就可以初始化电路板并对其进行操作。

import Adafruit_CharLCD as LCD

与显示器通信

Adafruit提供的库与树莓派 LCD 16×2显示器的通信非常简单。编写Python脚本来设置和改变显示屏变得非常容易。

在刚刚下载的文件夹中，有一些关于如何使用LCD库的例子。在运行这些例子之前，要更新文件顶部的引脚变量。如果按照我的电路操作，下面的值就是正确的。

lcd_rs        = 25 
lcd_en        = 24
lcd_d4        = 23
lcd_d5        = 17
lcd_d6        = 18
lcd_d7        = 22
lcd_backlight = 4
lcd_columns = 16
lcd_rows = 2

如果你想查看其中一个例子，可以进入examples中，查看这些文件:

cd ~/Adafruit_Python_CharLCD/examples/

sudo nano char_lcd.py

在这里更新引脚配置值到上面列出的那些。完成后，按CTRL + X然后按Y键退出即可。

现在运行这段代码。

python char_lcd.py

函数和Python代码

现在了解使用Python与屏幕交互的方法。

要初始化引脚，需要调用以下类。在调用该类之前，请确保所有作为参数传递的变量都被定义。

lcd = LCD.Adafruit_CharLCD(lcd_rs, lcd_en, lcd_d4, lcd_d5, lcd_d6, lcd_d7, lcd_columns, lcd_rows, lcd_backlight)

一旦完成了这些工作，就可以将显示效果改成需要的样子。快速介绍一些用Adafruit库的方法。

home() – 这个方法将把光标移回原点，也就是第一行的第一列。
clear() – 这个方法可以清除LCD，使其完全空白。
set_cursor(col, row) – 本方法将光标移动到一个特定的位置。你可以通过传递列号和行号作为参数来指定位置。例如：set_cursor(1,4)
enable_display(enable) – 此项用于启用或禁用显示器。将其设置为 true 即可启用。
show_cursor(show) – 显示或隐藏光标。如果你想显示光标，请将其设置为true。
blink(blink) – 打开或关闭闪烁的光标。如果您想让光标闪烁，请再次将其设置为true。
move_left()或 move_right() – 将光标向左或向右移动一个位置。
set_right_to_left()或set_left_to_right()-设置光标的方向为从左到右或从右到左。
autoscroll(autoscroll) – 如果将autoscroll设置为true，那么文本将从光标处右对齐。如果设置为false，则文本将左对齐。
message(text) – 简单地将文本写到显示屏上。你也可以在信息中加入新的行数(\n)。

还有一些可用的方法，但你不太可能需要使用它们。如果你想找到所有可用的方法，只要打开Adafruit_CharLCD文件夹内的Ardafruit_CharLCD.py文件即可，这个文件可以在Adafruit_Python_CharLCD文件夹内找到：

sudo nano ~/Adafruit_Python_CharLCD/Adafruit_CharLCD/Ardafruit_CharLCD.py

下面是我整理的一个简单的脚本，允许用户输入文字，然后显示在屏幕上。

#!/usr/bin/python
# Example using a character LCD connected to a Raspberry Pi
import time
import Adafruit_CharLCD as LCD

# Raspberry Pi pin setup
lcd_rs = 25
lcd_en = 24
lcd_d4 = 23
lcd_d5 = 17
lcd_d6 = 18
lcd_d7 = 22
lcd_backlight = 2

# Define LCD column and row size for 16x2 LCD.
lcd_columns = 16
lcd_rows = 2

lcd = LCD.Adafruit_CharLCD(lcd_rs, lcd_en, lcd_d4, lcd_d5, lcd_d6, lcd_d7, lcd_columns, lcd_rows, lcd_backlight)

lcd.message('Hello\nworld!')
# Wait 5 seconds

time.sleep(5.0)
lcd.clear()
text = raw_input("Type Something to be displayed: ")
lcd.message(text)

# Wait 5 seconds
time.sleep(5.0)
lcd.clear()
lcd.message('Goodbye\nWorld!')

time.sleep(5.0)
lcd.clear()