通过I2C总线使用LCD1602液晶显示屏

wjzc2006

发表于 2014-7-27 01:12:29 | 显示全部楼层 |阅读模式

本帖最后由 wjzc2006 于 2014-7-27 01:23 编辑

由于我基本上都是通过SSH来联接树莓派，因此很少将它接在显示器上。但有时又想让它显示一些简单的信息，比如IP地址、传感器的一些信息等，因此入手了一块LCD1602液晶显示屏，希望通过它来显示这些信息。

这时，出现了两个问题：一是这块显示屏有16个引脚，如果将它们全部接在树莓派的GPIO引脚上，那其他的传感器就没法用了；二是驱动的问题。

在Linux下，关于驱动有一个通用的解决方案：lcdproc，它可以驱动包括HD44780类型的液晶显示屏。这样就解决了一个问题，更加让人激动的是，lcdproc还提供了一个python库，这样你就可以在你的python程序中控制显示屏的显示了。

查看lcdproc的文档，发现它也支持通过I2C总线来使用HD44780液晶显示器，其推荐的方案是用PCF8574的I/O扩展器，而树莓派上恰好有I2C接口。这样又解决了一个问题。

这样两个问题都解决了，我买了一块PCF8574AP后，就动手安装了。

整个过程最麻烦的是接线，下面先上PCF8574AP的引脚图：

它一共有16只引脚，请注意它上方的半月形缺口，缺口的左面是1号脚，右面是16号脚。而LCD1602也有16只引脚，这里就不上引脚图了，一般在显示屏上会标注的。

我们先从PCF8574AP的引脚接起。

PCF8574AP的第1、2、3号脚（即A0、A1、A2）是选择地址的，将它们接在高电平上将会获得高位地址，接在低电平上将会获得低位地址，我将这三个脚都接在3.3V电源上了（即树莓派GPIO的第1号引脚）。

PCF8574AP的第4号脚（P0）与显示屏的第11号脚连接。

PCF8574AP的第5号脚（P1）与显示屏的第12号脚连接。

PCF8574AP的第6号脚（P2）与显示屏的第13号脚连接。

PCF8574AP的第7号脚（P3）与显示屏的第14号脚连接。

PCF8574AP的第8号脚（VSS）接地，与树莓派GPIO的第6号脚连接。

PCF8574AP的第9号脚（P4）与显示屏的第4号脚连接。

PCF8574AP的第10号脚（P5）与显示屏的第5号脚连接。

PCF8574AP的第11号脚（P6）与显示屏的第6号脚连接。

PCF8574AP的第12、13号脚空置，不用做连接。

PCF8574AP的第14号脚（SCL）与树莓派GPIO的第5号脚连接。

PCF8574AP的第15号脚（SDA）与树莓派GPIO的第3号脚连接。

PCF8574AP的第16号脚（VDD）接3.3V电源，即与树莓派GPIO的第1号脚连接。

这样PCF8574AP的引脚就连接完了。而显示屏还有几个脚要连，分别如下：

显示屏1号脚接地，即与树莓派GPIO的第6号脚连接。

显示屏2号脚接5V电源，即与树莓派GPIO的第2号脚连接。

显示屏3号脚接一个10K的可调电阻中间脚上，用于调节显示屏亮度，可调电阻另两只脚一只接5V电源，一只接地。虽然这个脚可以不用连接，但在实际操作中，调节显示屏的亮度是很重要的，因此强烈建议安装。

显示屏7、8、9、10脚空置。

显示屏15号脚接5V电源，即与树莓派GPIO的第2号脚连接。（用于背灯）

显示屏16号脚接地，即与树莓派GPIO的第6号脚连接。（用于背灯）

（图有点乱，大家凑合着看吧，呵呵！）

好了，完成上面的接线工作，就可以通电使用了。

树莓派通电后，显示屏应会亮，同时在第一行显示一排黑方块。如果看不到黑方块或黑方块不明显，请调节可调电阻，直到黑方块清晰显示。如果调节可调电阻还看不到方块，则可能你的连接有问题了，请检查连接，包括检查显示屏的引脚有没有虚焊。

接下来是加载内核模块和lcdproc了。我使用的raspbain中系统已默认安装好了I2C的模块，但不会自动加载，必须手动加载。我们需要加载两个模块，如下：

sudo modprobe i2c-bcm2708
sudo modprobe i2c-dev

复制代码

加载上述两个模块后，我们开始寻找设备：

sudo i2cdetect -l

复制代码

（上面这个命令中，-l 的l是英文字母l，不是数字1，请注意）这个命令显示系统中所有可用的I2C总线。我的树莓派中找到了2个，分别是0和1。

我用下面的两条命令来扫描这两个I2C总线以查找设备地址：

sudo i2cdetect 0
sudo i2cdetect 1

复制代码

最终在1上找到了设备地址，地址为0x3f。

现在我们就来安装lcdproc。在我的raspbain系统中，是没有默认安装lcdproc的，用如下命令来安装：

sudo apt-get install lcdproc

复制代码

如果你的网速够快的话，安装会很快结束。安装结束后，系统会启动lcdproc的LCDd守护进程。但是，先别忙，我们还要进行一番配置，先将这个守护进程停下来吧：

sudo service LCDd stop

复制代码

打开/etc/LCDd.conf这个配置文件：

sudo vi /etc/LCDd.conf

复制代码

（我是vi党的，但不管你用什么文本软件，别忘了root权限。）

在[server]下找到：Driver=curses，将其改为：Driver=hd44780

在[menu]后的[hd44780]下找到：ConnectionType=4bit，将其改为：ConnectionType=i2c；接着找到Port=0x378，将其改为你刚才在上面找到的设备地址，我的是0x3f，因此我就改为Port=0x3f；接着找到Device=/dev/ttyS0，根据你刚才找到设备的总线编号修改，比如我是在1总线上找到的，此处就改为Device=/dev/i2c-1（同样，如果你是在0总线上找到的，就改为Device=/dev/i2c-0）；最后找到Size=20x4，改为Size=16x2。

做完上面的修改后，保存、退出。然后启动我们刚才停止的守护进程：

sudo service LCDd start

复制代码

现在赶紧看一下你的LCD1602，是不是有显示了？显示屏上应出现如下的欢迎信息：

（好了，今天先写到这吧，太晚了。明天我再找时间写下lcdproc的python库的用法。）

补充内容 (2014-7-27 10:43):
lcdproc的官方文档都在这里：http://lcdproc.omnipotent.net/docs.php3。其中有PCF8574和显示屏的接线图，但不知是我的浏览器问题，还是本来就是乱的，这幅图是乱的，因此没有贴上来

液晶显示屏

树老大

发表于 2014-7-27 09:40:57 | 显示全部楼层

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wjzc2006

楼主| 发表于 2014-7-27 11:01:59 | 显示全部楼层

本帖最后由 wjzc2006 于 2014-7-27 11:31 编辑

Lcdproc使用了服务器/客户端的工作模式，如果你没有对LCDd.conf做其他改动的话，它默认绑定了本机localhost地址：127.0.0.1，端口是：13666。你可以用telnet与lcdproc通讯。在lcdproc的官方文档中有操作lcdproc的命令介绍。因此只要你有足够的学习精神，完全可以用python写出自己的lcdproc的python库。

但这一工作已有人帮我们做好了，感谢这些大牛啊！

(lcdproc的python库：https://github.com/jinglemansweep/lcdproc )

让我们先来安装这个库：

对于python2：

sudo apt-get install python-setuptools
sudo easy_install lcdproc

复制代码

对于python3：

sudo apt-get install python3-setuptools
sudo easy_install3 lcdproc

复制代码

这个库很好用，但缺点是作者仅提供了一个例程，没有提供文档，但这个例程已足够我们来学习了，如下：

#!/usr/bin/env python
import time
import datetime
from lcdproc.server import Server
def main():
lcd = Server("media", debug=False)
lcd.start_session()
screen1 = lcd.add_screen("Screen1")
screen1.set_heartbeat("off")
screen1.set_duration(10)
screen2 = lcd.add_screen("Screen2")
screen2.set_heartbeat("off")
screen2.set_duration(2)
#string_widget = screen.add_string_widget("MyStringWidget", text="TestwWEJIowejioewjio", x=1, y=2)
#scroller_widget = screen.add_scroller_widget("MyScrollerWidget", text="This Is A Test Message, Yeah, Yeah, Yeah", speed=2)
#hbar_widget = screen.add_hbar_widget("MyHBarWidget", x=1, y=4, length=60)
#frame_widget = screen.add_frame_widget("MyFrameWidget")
num1_widget = screen1.add_number_widget("MyNumber1Widget", x=1, value=0)
num2_widget = screen1.add_number_widget("MyNumber2Widget", x=5, value=0)
num3_widget = screen1.add_number_widget("MyNumber3Widget", x=9, value=0)
num4_widget = screen1.add_number_widget("MyNumber4Widget", x=13, value=0)
time.sleep(2)
progress = 0
while True:
num1_widget.set_value(progress)
num2_widget.set_value(progress)
num3_widget.set_value(progress)
num4_widget.set_value(progress)
time.sleep(0.5)
progress = progress + 1
if progress > 9: progress = 0
# Run
if __name__ == "__main__":
main()