LCD 1602 點矩陣液晶

1602 LCD 是市面上最常看到的矩陣顯示器. 雖說只能顯示16*2=32個英文文字，但對於一些只需顯示簡易訊息的工業機械控制已經是足夠超強的了，且價格便宜，不用台幣100元。底下是1602A的正反面圖。

I2C轉接板

由上可見，共有16支針腳，實在太恐怖了，所以市面上就有出一塊 I2C 轉接板，簡化成只有四支針腳

接線法

開啟RaspBerry I2C 功能

I2C，又稱 I²C(Inter-Interated Circuit)，在 I2C 的通訊協定中，收發資料只靠兩條線就能完成，分別為 SCL(serial clock) 以及 SDA(serial data)1。

樹莓派的 I2C 功能預設沒有打開，需先執行 sudo raspi-config，然後選取 Interfacing Option

2. 選取 I5 I2C

3. 依序選取 YES/Finish 後即可。

安裝套件

請使用如下指令安裝系統級的 python 套件

sudo apt install python3-smbus i2c-tools

然後 python 專案下的 .venv 要重新設定

rm -rf .venv
python3 -m venv --system-site-packages .venv

偵測 i2c 位址

i2c 的位址都不一樣，請使用如下指令偵測

i2cdetect -y 1

下圖是執行後的結果, 位址為 0x3f

使用RPLCD 套件

使用 RDLCD 套件相當的方便，請先在 Python 專案下安裝此套件

pip install RPLCD

然後撰寫如下代碼，即可顯示目前的時間。底下的 0x3f 就是上面偵測 I2C 的位址。

import time
from RPLCD.i2c import CharLCD
# 初始化 LCD1602
lcd = CharLCD('PCF8574', 0x3f)
# 顯示文字
try:
    print('Press Ctrl-C To Stop')
    while True:
        lcd.clear()
        lcd.cursor_pos=(0,0)#第0行
        lcd.write_string(f"Date: {time.strftime('%Y/%m/%d')}")
        lcd.cursor_pos=(1,0)#第一行
        lcd.write_string(f"Time: {time.strftime('%H:%M:%S')}")
        time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
    print('Close Program')
finally:
    lcd.clear()

結果如下

使用底層方式

如果不使用 RPLCD 庫，則需自行撰寫一些函數，此法比較麻煩，不建議使用，在此僅作記錄用。

請新增 LCD1602.py，代碼如下

#!/usr/bin/env python
import time
import smbus
BUS = smbus.SMBus(1)
def write_word(addr, data):
    global BLEN
    temp = data
    if BLEN == 1:
        temp |= 0x08
    else:
        temp &= 0xF7
    BUS.write_byte(addr ,temp)
def send_command(comm):
    # Send bit7-4 firstly
    buf = comm & 0xF0
    buf |= 0x04               # RS = 0, RW = 0, EN = 1
    write_word(LCD_ADDR ,buf)
    time.sleep(0.002)
    buf &= 0xFB               # Make EN = 0
    write_word(LCD_ADDR ,buf)

    # Send bit3-0 secondly
    buf = (comm & 0x0F) << 4
    buf |= 0x04               # RS = 0, RW = 0, EN = 1
    write_word(LCD_ADDR ,buf)
    time.sleep(0.002)
    buf &= 0xFB               # Make EN = 0
    write_word(LCD_ADDR ,buf)

def send_data(data):
    # Send bit7-4 firstly
    buf = data & 0xF0
    buf |= 0x05               # RS = 1, RW = 0, EN = 1
    write_word(LCD_ADDR ,buf)
    time.sleep(0.002)
    buf &= 0xFB               # Make EN = 0
    write_word(LCD_ADDR ,buf)

    # Send bit3-0 secondly
    buf = (data & 0x0F) << 4
    buf |= 0x05               # RS = 1, RW = 0, EN = 1
    write_word(LCD_ADDR ,buf)
    time.sleep(0.002)
    buf &= 0xFB               # Make EN = 0
    write_word(LCD_ADDR ,buf)

def init(addr, bl):
# global BUS
# BUS = smbus.SMBus(1)
    global LCD_ADDR
    global BLEN
    LCD_ADDR = addr
    BLEN = bl
    try:
        send_command(0x33) # Must initialize to 8-line mode at first
        time.sleep(0.005)
        send_command(0x32) # Then initialize to 4-line mode
        time.sleep(0.005)
        send_command(0x28) # 2 Lines & 5*7 dots
        time.sleep(0.005)
        send_command(0x0C) # Enable display without cursor
        time.sleep(0.005)
        send_command(0x01) # Clear Screen
        BUS.write_byte(LCD_ADDR, 0x08)
    except:
        return False
    else:
        return True

def clear():
    send_command(0x01) # Clear Screen

def openlight():  # Enable the backlight
    BUS.write_byte(0x27,0x08)
    BUS.close()

def write(x, y, str):
    if x < 0:
        x = 0
    if x > 15:
        x = 15
    if y < 0:
        y = 0
    if y > 1:
        y = 1

    # Move cursor
    addr = 0x80 + 0x40 * y + x
    send_command(addr)

    for chr in str:
        send_data(ord(chr))    

再新增 1602.py 檔，執行此檔即可顯示日期及時間，完整代碼如下

#!/usr/bin/env python
import LCD1602
import time

LCD1602.init(0x3f, 1)   # init(slave address, background light)
LCD1602.write(0, 0, 'Hi....')
LCD1602.write(1, 1, 'Cherish the time')
time.sleep(2)

try:
    print('Press Ctrl-C To Stop')
    LCD1602.clear()
    while True:
        LCD1602.write(0, 0,"Date: {}".format(time.strftime("%Y/%m/%d")))
        LCD1602.write(0, 1,"Time: {}".format(time.strftime("%H:%M:%S")))
        time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
    print('Close Program')
finally:
    LCD1602.clear()