Hur man gränssnitt en LCD-skärm med Tiva C-serien TM4C123G Launchpad från Texas Instruments

I föregående handledning började vi lära oss om TIVA TM4C Launchpad och hur man styr sina digitala in- och utgångsstift med Energia IDE. Nu, i denna handledning, kommer vi att lära oss om gränssnittet mellan 16 × 2 punktmatris LCD-skärm och detta kort för att visa användbar information och sensordata.

16x2 LCD-skärm är de flesta av oss skulle ha stött på detta antingen genom offentliga PCO: er eller använt det i andra elektronikprojekt. 16x2 LCD är den billiga displaymodulen som är mycket användbar för alla elektronikapplikationer för att visa data eller annan felsökningsinformation. Så här gränssnitt vi 16x2 LCD-skärm med TIVA C-serien TM4C123G LaunchPad. Här visar vi ADC-värdena och spänningsnivåerna på LCD-skärmen. En potentiometer är ansluten för att variera ADC-värdena. Läs mer om 16x2 LCD-skärm och dess stift här.

Material som krävs

TIVA TM4C LaunchPad från Texas Instruments
16 × 2 Punktmatris LCD-skärm
Anslutande ledningar

Kort introduktion till 16 × 2 LCD-display för punktmatris

Som tidigare nämnts erbjuder Energia IDE ett vackert bibliotek som gör gränssnittet till en bit kaka och det är därför inte obligatoriskt att veta någonting om displaymodulen. Men skulle det inte vara intressant att visa vad vi använder !!

Namnet 16 × 2 innebär att skärmen har 16 kolumner och 2 rader, som tillsammans (16 * 2) bildar 32 rutor. En enda ruta skulle se ut så här på bilden nedan

En enda ruta har 40 pixlar (punkter) med en matrisordning på 5 rader och 8 kolumner, dessa 40 pixlar bildar tillsammans ett tecken. På samma sätt kan 32 tecken visas med alla rutor. Låt oss nu titta på pinouts.

LCD-skärmen har totalt 16 stift, som visas ovan, de kan kategoriseras i fyra grupper enligt följande

Källstift (1, 2 och 3): Dessa stift ger ström och kontrastnivå för skärmen

Kontrollstift (4, 5 och 6): Dessa stift sätter / kontrollerar register i LCD-gränssnitts-IC (mer hittar du i länken nedan)

Data / Command Pins (7 till 14): Dessa pins ger information om vilken information som ska visas på LCD-skärmen.

LED-stift (15 och 16): Dessa stift används för att lysa bakgrundsbelysningen på LCD vid behov (tillval).

Av alla dessa 16 stift ska endast 10 stift användas som obligatoriska för att LCD-skärmen ska fungera korrekt om du vill veta mer om dessa LCD-skärmar hoppa till denna LCD-artikel.

Kontrollera även gränssnitt mellan 16x2 LCD-skärm och många andra mikrokontroller

Gränssnitt 16x2 LCD med Atmega16 AVR Microcontroller i 4-bitars läge
LCD-gränssnitt med PIC-mikrokontroller med MPLABX och XC8
Gränssnitt 16x2 LCD med STM32F103C8T6
Gränssnitts LCD med MSP430G2 LaunchPad
LCD-gränssnitt med 8051 mikrokontroller
Gränssnitt 16x2 LCD med Arduino
16x2 LCD-gränssnitt med Raspberry Pi med Python

ADC i TIVA Launchpad

Potentiometer ger analog utgång så att den inte kan anslutas till Launchpads digitala stift. Så analoga eller ADC-stift på MCU används för att koppla ihop alla sensorer vars utgång är analog. TIVA TM4C har 2 ADC-kanaler med 12-bitars utgång, vilket innebär att de analoga värdena från sensorn eller potentiometern kan mappas mellan 0 till 2 ^ 12 (4096) för att konvertera dem till digitala värden. För att lära dig mer om analog till digital konvertering i Microcontroller, följ länken.

Det finns 12 analoga ingångsstift (A0-A11) i TIVA Launchpad som visas på bilden nedan.

Kretsschema och anslutningar

Det fullständiga kretsschemat för gränssnitt mellan en 16 × 2 punktmatris LCD-display och TIVA Launchpad TM4C visas nedan.

En viktig begränsning vid gränssnitt mellan dessa LCD-skärmar är dess driftsspänningar. LCD-skärmen har en driftsspänning på + 5V medan TM4C endast fungerar med 3,6V. Tur för oss har datapinnen på LCD-gränssnittet IC (HD44780U) en bred driftsspänning på 2,7V till 5,5V. Så vi behöver bara oroa oss för Vdd (stift 2) på LCD-skärmen medan datapinnarna kan fungera även med 3,6 V.

TIVA-kortet har som standard inte en + 5V-stift, så en extern strömförsörjning bör användas för att få LCD-skärmen att fungera. Använd antingen strömförsörjning från Arduino-kortet eller använd 7805 spänningsregulator. Se till att ansluta strömförsörjningens jord med TIVA-kortets jord.

Nedan är tabellen som visar anslutningarna mellan LCD och TIVA Launchpad

LCD-stiftnamn	TIVA Launchpad
Vss	Jord
Vdd	+ 5V strömförsörjning
Rs	Stift PC_6 i TIVA
R / W	Jord
Gör det möjligt	Stift PB_7 i TIVA
D4	Stift PA_2 i TIVA
D5	Stift PA_3 i TIVA
D6	Stift PA_4 i TIVA
D7	Stift PB_6 i TIVA

För att visa potentiometervärdena på LCD, anslut Pot-utgången till valfri analog stift (PE2).

Programmering av TIVA TM4C Launchpad för LCD med Energia IDE

Anteckna stiften som används i detta projekt innan du fortsätter med förklaringen. Ta en titt på kretsschemat och TIVA-uttagsdiagrammet ovan. Komplett kod med en fungerande video bifogas i slutet av denna handledning.

Energia IDE levereras som standard med bibliotek för 16x2 LCD (LiquidCrystal). Om den inte finns, ladda ner den från den här github-länken och klistra in den i biblioteksmappen i Energia IDE.

Starta sedan programmet genom att inkludera biblioteket för LCD och definiera stiften för det

#omfatta #define RS PC_6 #define EN PB_7 #define D4 PA_2 #define D5 PA_3 #define D6 PA_4 #define D7 PB_6 #define sensorPin PE_2

Nästa steg är att nämna de stift som LCD-skärmen är ansluten till, eftersom vi redan har nämnt den med #define kan vi nu helt enkelt nämna namnen på LCD-stiften. Se till att samma ordning följs.

LiquidCrystal lcd (RS, EN, D4, D5, D6, D7);

Det finns så många typer av LCD-skärmar som varierar i storlek och natur, så i tomrumsinställning () -funktionen, ange först vilken typ av LCD du använder i projektet. Här har vi använt 16x2 LCD-skärm.

lcd.begin (16, 2);

För att skriva ut något på LCD-skärmen, nämn två saker i programmet. En är positionen för texten som kan nämnas med raden lcd.setCursor () och den andra är innehållet att skriva ut som kan nämnas av lcd.print (). Här sätter vi markören till 1: ^a rad och 1: ^a kolumn.

lcd.setCursor (0,0);

På samma sätt kan vi också göra

lcd.setCursor (0, 1); // för att ställa in markören till 1: a kolumn 2: a raden

Precis som att radera en whiteboard efter att ha skrivit på den, bör en LCD också raderas när något är skrivet på den. Detta kan göras med hjälp av nedanstående rad

lcd.clear ();

I void loop () -funktionen tar du potten med analogRead () -funktionen och lagrar detta värde i en annan variabel och visar sedan detta värde.

sensorValue = analogRead (sensorPin); lcd.setCursor (0, 0); lcd.print ("ADC-värde:"); lcd.setCursor (10, 0); lcd.print (sensorValue);

Nu, omvandla detta ADC värde till spänningen bara genom att multiplicera den med 3,3 eftersom det är den högsta spänning som kan accepteras av TIVA styrelser stift. Dela sedan det multiplicerade värdet med 4096.

lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Spänningar:"); spänningar = (sensorValue * 3.3) / 4096; lcd.setCursor (10, 1); lcd.print (spänningar);

Komplett program finns i slutet.

16x2 LCD-skärm med TIVA Launchpad

När hårdvaran och koden är klar ansluter du bara TIVA-kortet till datorn och laddar upp koden i kortet. Följ föregående handledning för att lära dig hur du laddar upp koden i TIVA Launchpad.

När koden har laddats upp ska du se skärmen som visar följande.

Vrid nu bara på potentiometern för att variera ADC-värdet så ser du att motsvarande spänningsvärde också kommer att variera, som visas i bilden nedan.

Den fullständiga koden och den detaljerade videon finns nedan. Fortsätt och försök att ändra texten som visas på LCD-skärmen.