Как подключить к arduino mega 2560 дисплей
Обновлено: 28.06.2024
Привет! Будучи любителем - энтузиастом электроники, я уверен, что всё что мы делаем – радиоэлектронные игрушки – самоделки, или большие проекты, все это от любопытства и лени. Любопытство стремится понять и постичь необъятное, не познанное, разобраться, как оно там работает, чего делает, как двигается. А лень изобретает, чтобы такого придумать, чтобы не вставать, не подходить, не поднимать, не запачкаться или еще чего ни будь важное.
Для тех, у кого тоже возникло подобное желание, - вот краткое руководство по подключению и проверке маленьких и не дорогих дисплеев OLED.
Далее речь пойдет об одной из широко доступных для радиолюбителей моделях OLED дисплеев, управляемых чипом SSD1306, с размером экрана 0,96-дюймов и разрешением 128*64 или 128*32 точки. Эти дисплеи идеально подходят для не больших радиолюбительских конструкций и самоделок.
Шаг 1: Основные понятия
- OLED это Organic Light-Emitting Diode, т.е., полупроводниковый прибор из органических соединений, который начинает излучать свет при прохождении через него электрического тока.
- ARDUINO - это платформа для обучения и построения систем автоматики и робототехники.
- ArduinoIDE - среда разработки. Это бесплатная программа для программирования Arduino.
- I2C – Inter-Integrated Circuits, межмикросхемная линия связи.
- Скетч, он же, код, он же программа - терминология Arduino.
Шаг 2: Комплектующие
- 1. Сам OLED дисплей 0,96” (можно купить на Aliexpress или Ebay, - долго, но дешево!).
- 2. Arduino UNO / Nano (там же где дисплей).
- 3. Соединительные провода (там же).
- 4. Компьютер или ноутбук с установленной ArduinoIDE.
Вообще покупка деталей для различных проектов на Aliexpress и Ebay очень прикольная штука, пока занимаешься одним проектом, детали к другому уже на подходе. Главное не забыть сделать заказ.
Шаг 3: Подключение дисплея
Управление дисплеем осуществляет чип SSD1306, который поддерживает пять протоколов связи и один из которых I2C. Данные по этому протоколу передаются всего по двум проводам, а чем меньше проводов в корпусе, тем лучше, так что нам он вполне подходит. Но! Встречаются модули с протоколом SPI и даже с переключением протоколов, так что будьте внимательны при покупке данного модуля.
Используемые выводы:
OLED дисплей - SCL/SCK (clock) и SDA (data), «Плюс» питания (VCC) и «Минус» питания (GND).
- Vcc - 5V
- GND - GND
- SDA - A4
- SCL - A5
Шаг 4: Сканер I2C
Каждое устройство на шине I2C имеет шестнадцатеричный адрес, поменять нельзя, он вшит намертво, каждый ответственный производитель должен где-то на корпусе или в инструкции указать его. Бывают модули с переключателями и перемычками, которыми можно изменить адрес, но… если устройства дешевые, до безобразия, то производитель может и не удосужиться заниматься такой мелочью, поэтому его придется определять самостоятельно.
Всего на шине может использоваться до 127 адресов - 119 для устройств и 8 адресов служебных. Общение ведется по этим адресам. Есть главный, он же Master, а есть ведомый, он же Slave, - Мастера запрашивают, ведомые отвечают, все просто.
Поскольку на нашем OLED-дисплей используется протокол связи I2C, а адрес может быть и не указан, мы сами попробуем узнать этот самый адрес.
Это можно сделать, загрузив коротенький скетч на свою плату Arduino с подключенным OLED. НО!
Не торопитесь сразу заливать скетч в Arduino! Давайте для начала загрузим «драйвера», т.е. подключим библиотеки, а для этого сразу перейдем к «Шагу №5», а затем вернемся и продолжим.
Шаг 4: Продолжение:
Шаг 5: Загрузка и подключение библиотек
- 1. В ArduinoIDE идем в меню Скетч / Sketch.
- 2. Выбираем «Включить библиотеки» / Include Libraries.
- 3.Выбираем «Управление библиотеками» / Managed Libraries.
- 4. Находим ADAFRUIT GFX и устанавливаем их.
- 5. Находим ADAFRUIT SSD1306 и устанавливаем их.
Шаг 6: Тестирование дисплея
Чтобы проверить, работает ли все так, как ожидалось, запустите пример для проверки из ArduinoIDE.
Для этого:
Перейти ФАЙЛ> ПРИМЕРЫ> SSD 1306> Выбрать 128x64 i2c
Если вы получите «Ошибку», попробуйте выбрать SSD 1306> 128x32 i2c.
Если снова «Ошибка» попробуйте изменит адрес I2C в строке 61, демонстрационного кода, и замените его адресом вашего дисплея, который вы определили на шаге №4.
Если снова ошибка, можно попробовать отредактировать файл Adafruit_SSD1306.h, он находится в папке с библиотеками Arduino.
Откройте файл Adafruit_SSD1306.h в текстовом редакторе и найдите строки:
Должно получиться так:
Если снова ошибка – необходимо проверить правильность соединений.
После окончания загрузки вы увидите тестовую анимацию на экране, это означает, что вы успешно настроили свой OLED дисплей.
Когда вы вдоволь насладитесь сей анимацией, можете переходить к следующему шагу.
Затем пишем протокол сброса:
В VOID SETUP указываем шестнадцатеричный адрес нашего дисплея 0x3C, который мы узнали на «Шаге №4».
Затем, инициализируем дисплей и очищаем его:
В качестве примера подключим дисплей к управляющей плате Arduino Uno.
Подключение к Arduino
| Вывод | Обозначение | Пин Arduino Uno |
|---|---|---|
| 1 | GND | GND |
| 2 | VCC | 5V |
| 3 | VO | GND |
| 4 | RS | 11 |
| 5 | R/W | GND |
| 6 | E | 12 |
| 7 | DB0 | — |
| 8 | DB1 | — |
| 9 | DB2 | — |
| 10 | DB3 | — |
| 11 | DB4 | 5 |
| 12 | DB5 | 4 |
| 13 | DB6 | 3 |
| 14 | DB7 | 2 |
| 15 | VCC | 5V |
| 16 | GND | GND |
Для упрощения работы с LCD-дисплеем используйте встроенную библиотеку Liquid Crystal. В ней вы найдёте примеры кода с подробными комментариями.
Вывод текста
Для вывода первой программы приветствия, воспользуйтесь кодом вроде этого:
Кириллица
Существует два способа вывода кириллицы на текстовые дисплеи:
Рассмотрим оба способа более подробно.
Таблица знакогенератора
Дисплейный модуль хранит в памяти две страницы знакогенератора, которые состоят из различных символов и букв.
Для вывода символа на дисплей необходимо передать его номер в шестнадцатеричной системе из таблицы знакогенератора.
Вы можете смешивать в одной строке обычные символы и явные коды как угодно. Единственный нюанс в том, что после того, как компилятор в строке видит последовательность \x , он считывает за ним все символы, которые могут являться разрядами шестнадцатеричной системы даже если их больше двух. Из-за этого нельзя использовать символы из диапазона 0-9 и A-F следом за двузначным кодом символа, иначе на дисплее отобразится неправильная информация. Чтобы обойти этот момент, можно использовать тот факт, что две записанные рядом строки склеиваются.
Сравните две строки кода для вывода надписи «Яeee»:
Переключение страниц знакогенератора
Дисплейный модуль хранит в памяти две страницы знакогенератора. По умолчанию установлена нулевая страница. Для переключения между страницами используйте методы:
Дисплей не может одновременно отображать символы разных страниц.
Рассмотрим пример, в котором одна и та же строка будет отображаться по-разному — в зависимости от выбранной страницы.
Полную таблицу символов с кодами можно найти в документации к экрану.
Использование библиотеки LiquidCrystalRus
Совсем не обязательно мучатся со знакогенератором, чтобы вывести русский символ. Для решения проблемы скачайте и установите библиотеку LiquidCrystalRus.
Это копия оригинальной библиотеки LiquidCrystal с добавлением русского языка. Добавленный в библиотеку код трансформирует русские символы UTF8 в правильные коды для текстового экрана.
В качестве примера выведем фразу «Привет от Амперки» на дисплей.
Примеры работы для Espruino
В качестве примера подключим дисплей к управляющей плате Iskra JS.
Подключение к Iskra JS
| Вывод | Обозначение | Пин Iskra JS |
|---|---|---|
| 1 | GND | GND |
| 2 | VCC | 5V |
| 3 | VO | GND |
| 4 | RS | P11 |
| 5 | R/W | GND |
| 6 | E | P12 |
| 7 | DB0 | — |
| 8 | DB1 | — |
| 9 | DB2 | — |
| 10 | DB3 | — |
| 11 | DB4 | P5 |
| 12 | DB5 | P4 |
| 13 | DB6 | P3 |
| 14 | DB7 | P2 |
| 15 | VCC | 5V |
| 16 | GND | GND |
Для работы с LCD-дисплеем из среды Espruino существует библиотека HD44780.
Вывод текста
Для вывода программы приветствия, воспользуйтесь скриптом:
Кирилица
Вывод кирилицы на дисплей с помощью платформы Iskra JS доступен через встроенную в дисплей таблицу знакогенератора.
Таблица знакогенератора
Дисплейный модуль хранит в памяти две страницы знакогенератора, которые состоят из различных символов и букв.
Для вывода символа на дисплей необходимо передать его номер в шестнадцатеричной системе из таблицы знакогенератора.
Вы можете смешивать в одной строке обычные символы и явные коды как угодно. Единственный нюанс в том, что после того, как компилятор в строке видит последовательность \x , он считывает за ним все символы, которые могут являться разрядами шестнадцатеричной системы даже если их больше двух. Из-за этого нельзя использовать символы из диапазона 0–9 и A–F следом за двузначным кодом символа, иначе на дисплее отобразится неправильная информация. Чтобы обойти этот момент, можно использовать тот факт, что две строки записанные рядом склеиваются.
Сравните две строки кода для вывода надписи «Яeee»:
Переключение страниц знакогенератора
Дисплейный модуль хранит в памяти две страницы знакогенератора. По умолчанию установлена нулевая страница. Для переключения между страницами используйте методы:
Дисплей не может одновременно отображать символы разных страниц.
Рассмотрим пример, в котором одна и та же строка будет отображаться по-разному — в зависимости от выбранной страницы.
Полную таблицу символов с кодами можно найти в документации к экрану.
Комнатный термометр
Дисплей удобен для отображения показаний модулей и сенсоров. Сделаем задатки «Умного Дома», а именно «комнатный термометр».
Жидкокристаллические дисплеи (LCD) обычно используются для отображения данных на таких устройствах, как калькуляторы, микроволновые печи и много других электронных устройств.
В данной статье мы рассмотрим, как использовать LCD дисплей 16x2 совместно с Arduino. У LCD дисплея 16x2, который используется в эксперименте, всего 16 выводов. Как показано в таблице ниже, восемь выводов являются линиями данных (выводы 7-14), два – для питания и земли (выводы 1 и 16), три вывода используются для управления работой LCD (выводы 4-6), и один используется для регулировки контрастности LCD дисплея (вывод 3). Оставшиеся два вывода (15 и 16) питают подсветку. Описание выводов LCD дисплея приведено ниже:
| Номер вывода | Назначение вывода |
|---|---|
| 1 | земля |
| 2 | +5В |
| 3 | Средний вывод потенциометра (для регулировки контрастности) |
| 4 | Выбор регистра (RS) |
| 5 | Чтение/Запись (RW) |
| 6 | Включение (EN) |
| 7 | DB0 |
| 8 | DB1 |
| 9 | DB2 |
| 10 | DB3 |
| 11 | DB4 |
| 12 | DB5 |
| 13 | DB6 |
| 14 | DB7 |
| 15 | +4.2–5 В |
| 16 | земля |
Выводы LCD дисплея на HD44780
Эксперимент 1
В этом эксперименте мы подключим 16x2 LCD дисплей к Arduino Mega 2560 и отобразим на LCD какой-нибудь текст.
Необходимые комплектующие
- 1 x 16x2 LCD дисплей
- 1 x плата Arduino Mega 2560
- 1 x потенциометр 5 кОм
Схема соединений
В этой схеме выводы LCD дисплея подключаются к выводам Arduino в соответствии с таблицей, приведенной ниже. Подключите крайние вывода потенциометра к 5В и земмле, а средний вывод – к выводу 3 LCD дисплея. Вращение потенциометра управляет контрастностью LCD дисплея. Выводы подсветки LCD дисплея подключаются к 5В и земле, как показано на рисунке ниже.
| Выводы LCD дисплея | Выводы платы Arduino |
|---|---|
| DB4 | 4 |
| DB5 | 5 |
| DB6 | 6 |
| DB7 | 7 |
| RS | 8 |
| EN | 9 |
Схема подключения LCD дисплея к Arduino Mega 2560
Эксперимент 2
В данном эксперименте мы отобразим на LCD дисплее значение счетчика из программы на Arduino. Счетчик будет отсчитывать количество секунд до 100, после чего дисплей будет очищен.
Необходимые комплектующие
В данном эксперименте используются те же комплектующие, что и в первом эксперименте.
Схема соединений
Видео
Заключение
Для более подробной информации смотрите описание библиотеки LiquidCrystal.
Какие бывают дисплеи для Ардуино и как их подключить
Микроконтроллеры позволяют сделать любые системы автоматизации и мониторинга. Но для взаимодействия техники и человека нужны как устройства ввода – различные кнопки, рычаги, потенциометры, так и устройства вывода – световые индикаторы (лампочки), различные звуковые сигнализаторы (пищалки) и наконец дисплеи. В этой статье мы рассмотрим символьные дисплеи для Arduino, как их подключить и заставить работать.
Содержание статьи
Виды дисплеев
Дисплеи можно разделить на:
Сегментные (такие, как на цифровых часах);
Сегментные используются для индикации простых величин, например: температура, время, количество оборотов. Такие используются в калькуляторах и на бюджетной бытовой технике и по сей день. Информация выводится путем засвечивания определенных символов.
Они могут быть как жидкокристаллическими, так и светодиодными. Алфавитно-цифровые дисплеи можно встретить на старой бытовой технике, игрушках, промышленной технике и прочем. Их еще называют знакосинтезирующими, текстовыми, символьными. Состоят из набора крупных пикселей. Могут быть выполнены по LCD, TFT и OLED-технологии.
К графическим дисплеям можно отнести даже монитор или экран смартфона, особых пояснений я думаю не требуется. В статье речь пойдет конкретно о совместной работе знакосинтезирующих или символьных дисплеях и Ардуино.
Знакосинтезирующие дисплеи
Дисплеи этого вида могут одновременно отображать определенное количество символов, ограниченное геометрическими размерами. Маркируются они по такому образцу:
Где первые две цифры – количество символов в строке, а вторая пара – количество строк. Таким образом дисплей с названием 1602 может отображать одновременно 2 строки по 16 символов.
По типу ввода данных различают дисплеи:
С параллельным вводом данных;
С вводом данных по протоколу I2C.
Параллельный ввод данных предполагает передачу 8 или 4-битных слов по 10 или 6 выводам соответственно (рис. ниже – схема подключения для управления 4 битами). Кроме данных на дисплей подаётся питание. Учитывайте это при проектировании, в противном случае вам может не хватить пинов платы Ардуино.
Передача данных на дисплей с помощью I2С займет 4 пина вашей Arduino, 2 из которых питание, а 2 – данные. Но подробнее рассмотрим этот вопрос немного ниже.
Среди отечественных производителей можно выделить фирму МЭЛТ. Среди продукции, которой есть целый ряд различных дисплеев. Например, ниже изображен дисплей с маркировкой 20S4, по аналогии с предыдущей рассмотренной, это говорит нам о том, что он отображает 4 строки по 20 знаков.
Он построен на контроллере КБ1013ВГ6, от ОАО «АНГСТРЕМ», который аналогичен HD44780 фирмы HITACHI и KS0066 фирмы SAMSUNG. На которых построены подавляющее большинство китайских дисплеев. Кстати он, как и дисплеи на перечисленных чипах поддерживает стандартную библиотеку параллельного управления Arduino IDE, но о ней позже.
Знакосинтезирующие дисплеи бывают с подсветкой и без неё, также могут отличаться цветом изображаемых символов. Яркость подсветки и контрастность изображения обычно регулируется. Ниже приведет пример схемы из даташита, на упомянутый выше МЭЛТ.
Переменный резистор R и служит для регулировки яркости.
Подключение
Подключение будем рассматривать на дисплее типа 1602. В первую очередь обратите внимание на подписи выводов. Встречается два варианта, нумерации. На двух рисунках ниже всё нормально – от 1 до 16 вывода.
Отметим, что под VSS понимается земля. В остальном назначения выводов идентичны. Но часто можно встретить и нестандартную нумерацию:
Что вы видите? Контакты подписаны только 1, 14 и 15. Причем в неправильной последовательности. В остальном – 15 и 16 контакт всё также остались анодом и катодом подсветки, а 1 и 2 – общий контакт и плюс питания. Будьте бдительны и обращайте внимание при подключении на этот факт!
2 – (Vcc) «+» питания. Чаще всего это 5 вольт.
3 – регулировка контрастности символов. Осуществляется через потенциометр, установленный между «+» питания и этим контактом. Чем выше напряжение – тем меньше яркость и энергопотребление.
4 – (RS) Адресный сигнал. По наличию сигнала от ардуино на этом входе контроллер дисплея понимает, на линии данных сигнал команды (перемещение курсора, например) или кода символа для отображения.
5 – (E) разрешения доступа к данным. Когда здесь логическая «1» - дисплей выполняет команду или выводит символ.
6-14 – через эти пины обеспечивается параллельный ввод данных.
15 – (BLA) анод подсветки. Чтобы она зажглась на всю яркость – сюда подают +5В.
16 – (BLC) катод подсветки. Подключают к земле.
Один из примеров подключения к Ардуино в 4 битовом режиме мы рассмотрели выше. Теперь взгляните на схему подключения в 8 битовом режиме управления. Кстати вы могли заметить переменный резистор. Он и нужен для регулировки яркости подсветки, как было сказано ранее.
Таким образом у вас оказываются занятыми половина входов платы Arduino UNO. Конечно если вы будете использовать MEGA – это будет не столь существенной проблемой, но всё же это не рационально, особенно если вы собираетесь подключать группу датчиков и клавиш управления.
Чтобы высвободить входы используйте конвертер I2C для LCD экрана (именно так он называется, и вы сможете найти его в магазинах под таким названием).
Если будете покупать этот модуль отдельно от дисплея не забудьте о расположении и нумерации выводов, которую мы рассмотрели ранее.
Гребёнка, изображенная снизу просто припаивается к дисплею, а четыре контакта на торце платы – подключаются к пинам Arduino, также есть третья группа из двух контактов (на фото сзади) – это включение подсветки, модели поставляются с установленной перемычкой.
Схема такого модуля выглядит следующим образом:
А вот так он выглядит припаянным непосредственно к контактам дисплея. Большинство моделей продаются уже распаянными.
Однако для его использования вам нужно будет найти в сети библиотеку LiquidCrystal_I2C её нет в стандартном наборе актуального на момент написания статьи Arduino IDE.
Напомним цоколевку плат Arduino UNO, по нумерации контактов она в принципе совпадает и с Nano и некоторыми другими (для увеличения нажмите на рисунок).
Для работы по I2C нужно сформировать 2 информационных сигнала – SDA и SCL, обратите внимание в нижний правый угол рисунка. Эти выводы в ардуино совмещены с A4 и A5 аналоговыми входами.
Переназначить их вы на другие выводы не можете.
Тогда монтажная схема подключения будет иметь вид:
Согласитесь, проводов намного меньше! От ардуино к дисплею идут всего 4 провода. А сигнальных пина использовано всего два!
Но просто подключить у вас ничего не получится вы должны знать адрес устройства, для этого есть еще одна группа контактов, где адрес задаётся с помощью перемычек. Это указывается в инициализирующей команде соответствующей библиотеки, об этом далее.
Научитесь разрабатывать устройства на базе микроконтроллеров и станьте инженером умных устройств с нуля: Инженер умных устройств
Программа
Естественно нам нужен какой-то скетч, который может показывать изображение на символьном дисплее. Если вы хотите «напрямую» работать с дисплеем – придется изучить даташиты и таблицы символов на каждое конкретное изделие. Но Ардуино была создана для простого и быстрого прототипирования электронных устройств. Поэтому мы пойдем другим путём и воспользуемся благами цивилизации. Мы уже упомянули, что в стандартном наборе библиотек в Arduino IDE есть готовое решение для работы с LCD-дисплеями. Найти его можно здесь:
Кстати после нажатия строка с объявлением о подключении библиотеки появляется автоматически.
Также в Arduino IDE есть несколько примеров для работы с дисплеем. Они отражают базовые операции и функции.
Рассмотрим простейший «Хэлоу ворд». Пример полностью совпадает с тем, что есть в стандартном наборе IDE, я лишь перевёл текст комментариев на русский язык. Обратите внимание – это пример работы в 4-битном режиме.
Работа с I2C практически аналогична:
Обратите внимание, что в этом примере кода первой командой указан несколько размер дисплея, количество строк и символов, но и его I2C адрес. А именно – 0x27, что соответствует отсутствующим перемычкам. Вообще это нужно для того, чтобы подключить на два сигнальных провода несколько дисплеев (8 штук).
Официальную документацию к библиотеке liquidcrystal с примерами и пояснениями вы сможете найти на официальном сайте Arduino:
Полезные ссылки
Подборка видеоуроков по теме
Чтобы вам не было сложно освоить навык работы с дисплеем мы сделали подборку видеоуроков по этой теме.
Заключение
Оказывается, подружить плату Arduino и дисплей совсем не сложно. Вам доступна возможность как параллельной передачи данных, так и последовательной с помощью шины I2C, что выбрать – решать вам, как по удобству, так и по требованиям к быстродействию системы в целом. Пишите в комментариях какие вопросы нужно рассмотреть подробнее и что конкретно вы бы хотели видеть по теме микроконтроллеров!
Еще больше информации про Ардуино и особенности его использования в различных схемах смотрите в электронной книге - Ардуино для чайников. Иллюстрированное практическое руководство.
Совсем недавно вышел новый курс Максима Селиванова "Программирование дисплеев Nextion". Это "arduino" в мире дисплеев с сенсорным экраном. Но, информации по нему очень мало.
Что такое дисплеи Nextion? Если кратко, то эти дисплеи представляют собой программируемые дисплеи с тачскрином и UART для создания самых разных интерфейсов на экране. Для программирования используется очень удобная и простая среда разработки, которая позволяет создавать даже очень сложные интерфейсы для различной электроники буквально за пару вечеров! А все команды передаются через интерфейс UART на микроконтроллер или компьютер.
Здесь есть все что бы начать работать с дисплеями Nextion на новом уровне: Программирование дисплеев NEXTION
Максим Селиванов - автор видеокурсов "Программирование микроконтроллеров для начинающих", "Программирование микроконтроллеров на языке С", "Создание устройств на микроконтроллерах". Подробее о нем и его видеокурсах смотрите здесь - Обучение программированию и созданию устройств на микроконтроллерах
Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!
Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:
Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;
Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;
Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.
Starter box для первых экспериментов в подарок!
После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.
Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.
В этом руководстве мы расскажем как использовать TFT LCD дисплеи с Arduino, начиная с базовых команд и заканчивая профессиональным дизайном.
Мы постараемся освятить базовые команды, а также расскажем про профессиональные дизайны и технику. По планам поле статьи можно будет научиться:
- выводить тексты, символы и цифры с нужным шрифтом;
- рисовать фигуры, такие как круг, треугольник, квадрат и т.д.;
- отображать изображения .bmp на экране;
- изменять параметры экрана, такие как вращение и инвертирование цвета;
- отображать анимацию с помощью Arduino.
Представление идей на дисплеях
В проектах электроники очень важно создать интерфейс между пользователем и системой. Этот интерфейс может быть создан путем отображения полезных данных, меню и простоты доступа. Красивый дизайн не менее важен.
Для этого есть несколько компонентов. Светодиоды, 7 сегментные модули, графические дисплеи и полноцветные TFT-дисплеи. Правильный компонент для ваших проектов зависит от количества отображаемых данных, типа взаимодействия с пользователем и емкости процессора.
TFT LCD - это вариант жидкокристаллического дисплея (LCD), который использует технологию тонкопленочного транзистора (TFT) для улучшения качества изображения, такого как адресность и контрастность. TFT LCD является активным матричным ЖК-дисплеем, в отличие от пассивных матричных ЖК-дисплеев или простых ЖК-дисплеев с прямым управлением с несколькими сегментами.
В проектах на Arduino частота процессора низкая. Таким образом, невозможно отображать сложные изображения высокой четкости и высокоскоростные движения. Поэтому полноцветные TFT-дисплеи могут использоваться только для отображения простых данных и команд.
В этой статье мы использовали библиотеки и передовую технику для отображения данных, графиков, меню и т.д. с профессиональным дизайном. Таким образом любой ваш проект будет выглядеть просто невероятно классно.
Какого размера? Какой контроллер?
Размер экранов влияет на параметры вашего проекта. Большой дисплей не всегда лучше. Если вы хотите отображать символы и изображения высокого разрешения, вы должны выбрать большой размер дисплея с более высоким разрешением. Но это уменьшает скорость вашей обработки, требует больше места, а также требует больше тока для запуска.
Итак, во-первых, вы должны проверить разрешение, скорость движения, детали цвета и размера изображений, текстов и цифр. Мы предлагаем популярные размеры дисплеев Arduino, таких как:
- 3,5" дюйма 480 × 320,
- 2,8" дюйма 400 × 240,
- 2,4" дюйма 320 × 240,
- 1,8" дюйма 220 × 176.
Выбрав правильный дисплей, пришло время выбрать правильный контроллер. Если вы хотите отображать символы, тексты, цифры и статические изображения и скорость отображения не важна, платы Atmega328 Arduino (такие как Arduino UNO) являются правильным выбором.
Если размер вашего кода является большим, UNO может оказаться недостаточной. Вместо этого вы можете использовать Arduino Mega2560. И если вы хотите показывать изображения с высоким разрешением и движения с высокой скоростью, вы должны использовать ARM-модули Arduino, такие как Arduino DUE.
Драйверы и библиотеки
В электронике / компьютерном оборудовании драйвер дисплея обычно представляет собой полупроводниковую интегральную схему (но может альтернативно содержать конечную машину, состоящую из дискретной логики и других компонентов), который обеспечивает функцию интерфейса между микропроцессором, микроконтроллером, ASIC или периферийным интерфейсом общего назначения и конкретным типом устройства отображения, например LCD, LED, OLED, ePaper, CRT, Nixie и т.п.
Драйвер дисплея обычно принимает команды и данные с использованием стандартного универсального последовательного или параллельного интерфейса общего назначения, такого как TTL, CMOS, RS232, SPI, I2C и т.д. и генерирует сигналы с подходящим напряжением, током, временем и демультиплексированием, чтобы реализовать на дисплее отображение нужного текста или изображения.
Производители ЖК-дисплеев используют разные драйверы в своих продуктах. Некоторые из них более популярны, а некоторые из них неизвестны. Чтобы легко запускать ваш экран, вы должны использовать библиотеки LCD Arduino и добавить их в свой код. В противном случае запуск дисплея может быть очень осложнен. В Интернете есть много бесплатных библиотек, но важным моментом в библиотеках является их совместимость с драйвером ЖК-дисплея. Драйвер вашего ЖК-дисплея должен быть известен вашей библиотеке. В этой статье мы используем библиотеку Adafruit GFX и библиотеку MCUFRIEND KBV и примеры кода. Вы сможете скачать их по сопутствующим ссылкам.
Разархивируйте MCUFRIEND KBV и откройте MCUFRIEND_kbv.CPP. Вы увидите список драйверов, которые поддерживаются библиотекой MCUFRIEND.
Откройте папку с примерами (англ. - Example). Существует несколько примеров кода, которые вы можете запустить на Arduino. Подключите ЖК-дисплей и проверьте некоторые примеры.
Список комплектующих
Для реализации многих проектов, связанных с TFT LCD нам понадобится набор некоторых комплектующих, которые мы уже обсудили выше:
- 3.5-дюймовый цветной TFT-дисплей ElectroPeak × 1
- 2,4-дюймовый дисплей TFT LCD ElectroPeak × 1
- Arduino UNO R3 × 1
- Arduino Mega 2560 × 1
- Arduino DUE × 1
Программное обеспечение
Также для работы с Ардуино нам обычно нужна Arduino IDE.
Вы должны добавить библиотеку, а затем загрузить код. Если вы впервые запускаете плату Arduino, не волнуйтесь. Просто выполните следующие действия:
После загрузки кода примера пришло время узнать, как создавать изображения на ЖК-дисплее.
Библиотека
В первой строке добавлена основная графическая библиотека для дисплеев (написанная Adafruit).
Вторая добавляет библиотеку, которая поддерживает драйверы экранов дисплея MCUFRIEND Arduino.
Эти библиотеки сейчас не нужны, но вы можете их добавить.
Основные команды
Класс и объект
Эта строка делает объект с именем TFT из класса MCUFRIEND_kbv и обеспечивает связь SPI между ЖК-дисплеем и Arduino.
Запуск ЖК-дисплея
Функция tft.readID считывает ID с дисплея и помещает его в переменную идентификатора. Затем функция tft.begin получает идентификатор и ЖК-дисплей готов к работе.
Разрешение экрана
По этим двум функциям вы можете узнать разрешение дисплея. Просто добавьте их в код и поместите выходные данные в переменную uint16_t. Затем прочитайте его из последовательного порта Serial.println();. Сначала добавьте Serial.begin (9600); в setup().
Цвет экрана
Функция fillScreen меняет цвет экрана на цвет t. Это должна быть 16-битная переменная, содержащая код цвета UTFT.
Вы можете добавить эти строки в начало своего кода и просто использовать имя цвета в функциях.
Заполнение пикелей
Функция drawPixel заполняет пиксель в x и y по цвету t.
Функция readPixel считывает цвет пикселя в местоположении x и y.
Рисование линий
Функция drawFastVLine рисует вертикальную линию, которая начинается с местоположения x, y, ее длина - h пикселей, а цвет - t.
Функция drawFastHLine рисует горизонтальную линию, которая начинается с местоположения x и y, длина равна w пикселей, а цвет - t.
Функция drawLine рисует строку, начинающуюся с xi, yi и до xj, yj, цвет - t.
Эти три блока кода рисуют линии, подобные предыдущему коду с 5-пиксельной толщиной.
Функция fillRect рисует заполненный прямоугольник в координатах x и y, w - ширина, h - высота, t - цвет прямоугольника.
Функция drawRect рисует прямоугольник в координатах x и y с шириной w, высотой h и цветом t.
Функция fillRoundRect рисует заполненный прямоугольник с радиусом углов r, в координатах x и y, шириной w и высотой h, цветом t.
Функция drawRoundRect рисует прямоугольник с r радиальными закругленными углами по x и y, с шириной w и высотой h и цветом t.
Рисуем круги
Функция drawCircle рисует круг по координатам x и y, с радиусом r и цветом t.
Функция fillCircle рисует заполненный круг по координатам x и y, радиусом r и цветом t.
Этот код рисует дугу. Можно изменить значение в «for» между 0 и 4000.
Рисование треугольников
Функция drawTriangle рисует треугольник с тремя угловыми координатами x, y и z и t цветом.
Функция fillTriangle рисует заполненный треугольник с тремя угловыми координатами x, y, z и t цветом.
Отображение текста
Этот код устанавливает позицию курсора на x и y.
Первая строка задает цвет текста. Следующая строка задает цвет текста и его фона.
Этот код устанавливает размер текста величиной s. Само число s меняется в диапазоне от 1 до 5.
Этот код отображает символ.
Первая функция отображает строку и перемещает курсор на следующую строку.
Вторая функция просто отображает строку.
Эта функция изменяет шрифт текста. Вы должны добавить эту функцию и библиотеки шрифтов.
Эта функция может заставить текст исчезать. Вы должны добавить её в свой код.
Вращение экрана
Этот код поворачивает экран. 0 = 0°, 1 = 90°, 2 = 180°, 3 = 270°.
Инвертирование цветов экрана
Этот код инвертирует цвета экрана.
Этот код передает код RGB и получает цветовой код UTFT.
Прокрутка экрана
Этот код прокручивает ваш экран. Maxroll - максимальная высота прокрутки.
Сброс
Этот код сбрасывает экран.
Отображение монохромных изображений
Сначала вы должны преобразовать свое изображение в шестнадцатеричный код. Загрузите программное обеспечение по ссылке ниже. Если вы не хотите изменять настройки программного обеспечения, вы должны инвертировать цвет изображения, отразить изображение горизонтально (зеркально) и повернуть его на 90 градусов против часовой стрелки.
Теперь добавьте его в программное обеспечение и преобразуйте его. Откройте экспортированный файл и скопируйте шестнадцатеричный код в Arduino IDE. x и y - местоположения изображения. sx и sy - размеры изображения. Вы можете изменить цвет изображения на последнем input.
Отображение цветного изображения RGB
Загрузите изображение и скачайте преобразованный файл, с которым могут работать библиотеки UTFT. Теперь скопируйте шестнадцатеричный код в Arduino IDE. x и y - местоположения изображения. sx и sy - размер изображения.
Вы можете ниже качать программу-конвертер изображений в шестнадцатеричный код:
Предварительно созданные элементы
Загрузка
В этом шаблоне мы просто использовали строку и 8 заполненных кругов, которые меняют свои цвета по порядку. Чтобы нарисовать круги вокруг статической точки, вы можете использовать sin(); и cos(); функции. Вы должны задать величину PI. Чтобы изменить цвета, вы можете использовать функцию color565(); и заменить свой код RGB.
Классический текст
В этом шаблоне мы выбрали классический шрифт и использовали функцию для затухания текста.
Представление/презентация логотипа
В этом шаблоне мы преобразовали файл a.jpg.webp в файл .c и добавили его в код, написали строку и использовали отображаемый код затухания. Затем мы использовали код прокрутки, чтобы переместить экран влево. Загрузите файл .h и добавьте его в папку эскиза Arduino.
Точечная диаграмма
В этом шаблоне мы использовали линии рисования, заполненные круги и функции отображения строк.
Температура
В этом шаблоне мы использовали sin(); и cos(); функции для рисования дуг с желаемой толщиной и отображаемым числом с помощью функции текстовой печати. Затем мы преобразовали изображение в шестнадцатеричный код и добавили его в код и отобразили изображение с помощью функции растрового изображения. Затем мы использовали функцию рисования линий, чтобы изменить стиль изображения. Загрузите файл .h и добавьте его в папку эскиза Arduino.
Круговая диаграмма
В этом шаблоне мы создали функцию, которая принимает числа как входные данные и отображает их как круговую диаграмму. Мы просто используем дугу рисования и заполненные функции круга.
Музыка
В этом шаблоне мы добавили преобразованное изображение в код и затем использовали две черные и белые дуги для создания указателя громкости. Скачайте файл .h и добавьте его в папку эскиза Arduino.
Спидометр
В этом шаблоне мы добавили преобразованное изображение и используем функцию дуги и печати для создания этого датчика. Загрузите файл .h и добавьте его в папку эскиза Arduino.
Веселый человечек
В этом шаблоне мы отображаем простые изображения один за другим очень быстро с помощью функции растрового изображения. Таким образом, вы можете сделать свою анимацию этим трюком. Загрузите файл .h и добавьте его в папку эскиза Arduino.
Изображение
В этом шаблоне мы просто показываем некоторые изображения с помощью функций RGBbitmap и bitmap. Просто создайте код для сенсорного экрана и используйте этот шаблон. Загрузите файл .h и добавьте его в папку эскиза Arduino.
Скачайте архив с файлами .h ниже:
- Скорость воспроизведения всех файлов GIF отредактирована, они сделаны быстрее или медленнее для лучшего понимания. Скорость движений зависит от скорости вашего процессора или типа кода, а также от размера и толщины элементов в коде.
- Вы можете добавить код изображения на главной странице, но он заполняет всю страницу. Таким образом, вы можете сделать файл a.h и добавить в папку эскиза.
- В этой статье мы только что разобрали отображение элементов на ЖК-дисплее. Следите за следующим урокам, чтобы узнать, как используются сенсорные экраны и SD-карты.
- Если у вас есть проблемы с включением библиотек, измените знак кавычки "" на <>.
На этом пока всё. Делитесь этим руководством по TFT LCD для Arduino со своими друзьями и коллегами.
Читайте также: