Qua bài viết hôm nay chúng ta sẽ đi sâu vào tìm hiểu các sử dụng LCD và giao tiếp với module IC2 nhé.

Giới thiệu LCD 16×2

Màn hình LCD 16×2

Thông số kỹ thuật LCD 16×2

LCD 16×2 được sử dụng để hiển thị trạng thái hoặc các thông số.

• LCD 16×2 có 16 chân trong đó 8 chân dữ liệu (D0 – D7) và 3 chân điều khiển (RS, RW, EN).
• 5 chân còn lại dùng để cấp nguồn và đèn nền cho LCD 16×2.
• Các chân điều khiển giúp ta dễ dàng cấu hình LCD ở chế độ lệnh hoặc chế độ dữ liệu.
• Chúng còn giúp ta cấu hình ở chế độ đọc hoặc ghi.

LCD 16×2 có thể sử dụng ở chế độ 4 bit hoặc 8 bit tùy theo ứng dụng ta đang làm.

Module I2C Arduino

Module I2C LCD 16×2

LCD có quá nhiều nhiều chân gây khó khăn trong quá trình đấu nối và chiếm dụng nhiều chân trên vi điều khiển.

Module I2C LCD ra đời và giải quyết vấn để này cho bạn.

Thay vì phải mất 6 chân vi điều khiển để kết nối với LCD 16×2 (RS, EN, D7, D6, D5 và D4) thì module IC2 bạn chỉ cần tốn 2 chân (SCL, SDA) để kết nối.

Module I2C hỗ trợ các loại LCD sử dụng driver HD44780(LCD 16×2, LCD 20×4, …) và tương thích với hầu hết các vi điều khiển hiện nay.

Ưu điểm

• Tiết kiệm chân cho vi điều khiển.
• Dễ dàng kết nối với LCD.

Thông số kĩ thuật

• Điện áp hoạt động: 2.5-6V DC.
• Hỗ trợ màn hình: LCD1602,1604,2004 (driver HD44780).
• Giao tiếp: I2C.
• Địa chỉ mặc định: 0X27 (có thể điều chỉnh bằng ngắn mạch chân A0/A1/A2).
• Tích hợp Jump chốt để cung cấp đèn cho LCD hoặc ngắt.
• Tích hợp biến trở xoay điều chỉnh độ tương phản cho LCD.

Để sử dụng màn hình LCD giao tiếp I2C sử dụng Arduino thì ta cần cài đặt thư viện Liquidcrystal_I2C. Tại đây

• Xem thêm: Hướng dẫn thêm thư viện trong Arduino IDE.

Các lỗi thường gặp khi sử dụng I2C LCD

• Hiển thị một dãy ô vuông.
• Màn hình chỉ in ra một ký tự đầu.
• Màn hình nhấp nháy.

Các lỗi này chủ yếu là do sai địa chỉ bus, để fix lỗi các bạn thay địa chỉ mặc định là “0x27” thành “0x3F.

Trong trường hợp vẫn không được các bạn fix lỗi bằng cách nạp code tìm địa chỉ bus của I2C.

Sau khi tìm xong các bạn thay địa chỉ vừa tìm được vào vị trí “0x27” là xong.

• Các bạn có thể tải code tìm địa chỉ bus ở đây. Tải ngay.

Giao tiếp I2C LCD Arduino

Module I2C LCD 16×2 Arduino UNO GND GND VCC 5V SDA A4/SDA SCL A5/SCL

Sơ đồ đấu nối

Sơ đồ đấu nối giao tiếp IC2 với LCD 16×2.

Các linh kiện cần thiết cho dự án:

Tên linh kiện Số lượng Shopee Arduino UNO R3 1 Mua ngay Dây cáp nạp 1 Mua ngay Màn hình LCD 16×2 1 Mua ngay Module I2C LCD 16×2 1 Mua ngay Dây cắm (Đực – Cái) 1 Mua ngay

Code mẫu

include

include

LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F,16,2); void setup() { lcd.init(); lcd.backlight(); lcd.setCursor(2,0); lcd.print("Arduinokit.vn"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Xin chao cac ban"); } void loop() { }

Giải thích code

LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F,16,2);

• Đặt địa chỉ LCD là 0x3F cho màn hình LCD 16×2.
• 16 là số cột của màn hình (nếu dùng loại màn hình 20×4) thì thay bằng 20.
• 2 là số dòng của màn hình (nếu dùng loại màn hình 20×4) thì thay bằng 4.

lcd.init();

Khởi động màn hình LCD, bắt đầu cho phép Arduino sử dụng màn hình.

lcd.backlight();

Bật đèn nền LCD 16×2.

lcd.setCursor(2,0);

Đưa con trỏ tới hàng 1, cột 3.

Lưu ý: giá trị hàng và cột bắt đầu từ số 0 có nghĩa 0 là hàng(cột) 1.

lcd.print("Arduinokit.vn");

Xuất ra dòng chữ Arduinokit.vn tại vị trí con trỏ ở hàng 1, cột 3.

lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Xin chao cac ban");

Đoạn code này thì tương tự như trên, xuất ra dòng chữ “Xin chao cac ban” tại vị trí con trỏ ở hàng 2, cột 1.

Bây giờ thì các bạn upload chương trình và xem kết quả nhé.

Lời kết

Qua bài hôm nay các bạn biết cách làm thế nào để hiển thị các ký tự và chuỗi ký tự lên LCD 16×2 và biết cách giao tiếp I2C.

Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách giao diện I2C LCD với Arduino và cách hiển thị các ký tự tĩnh, cuộn và tùy chỉnh trên I2C LCD. Màn hình LCD I2C này là một thiết bị 16×2 có nghĩa là nó có thể hiển thị 16 cột bằng hai hàng ký tự. Các ký tự là chữ và số, nhưng bạn có thể tạo các ký tự tùy chỉnh cho đồ họa cơ bản, biểu đồ thanh loại đó. Màn hình LCD có loại bộ điều khiển hd44780 thông thường và nó cũng có mạch I2C được kết nối với nó giúp dễ dàng kết nối với bảng Arduino. Màn hình LCD 16X2 không có mạch I2C có mười sáu chân.

Nhưng nếu chúng ta muốn kết nối bảng này trực tiếp với Arduino, chúng ta phải sử dụng ít nhất tám chân của Arduino, điều này sẽ rất lãng phí. Vì vậy, giải pháp tốt hơn là sử dụng màn hình LCD I2C thay vì màn hình LCD 16×2 thông thường. Trong hướng dẫn này, chúng tôi đang sử dụng 16×2 I2C LCD, nhưng LCD có kích thước bất kỳ cũng sẽ hoạt động giống như cách chúng ta sẽ học trong hướng dẫn này. Ưu điểm của việc sử dụng màn hình LCD I2C là chúng ta chỉ cần sử dụng bốn chân (bao gồm cả chân VCC và GND) của Arduino để kết nối với màn hình này.

Ở mặt sau của màn hình tinh thể lỏng này, bạn cũng có thể thấy một điện trở thay đổi. Biến trở này được sử dụng để sửa đổi độ sáng của màn hình LCD. Chiết áp này rất tiện dụng khi bạn đang sử dụng mô-đun hiển thị này trong các điều kiện ánh sáng khác nhau.

Vì vậy, bây giờ hãy bắt đầu với sơ đồ chân của màn hình này. Màn hình này có bốn chân:

• Pin nối đất
• Chân Vcc
• SDA
• SCL

Bây giờ hãy xem cách kết nối màn hình LCD này với Arduino UNO.

Màn hình LCD I2C giao diện với Arduino

Bây giờ chúng ta sẽ thấy sơ đồ nối dây của I2C LCD với Arduino UNO. Sơ đồ nối dây rất đơn giản.

Trong mạch này, chúng tôi đang sử dụng các chân giao tiếp I2C mặc định của Arduino UNO. Trong bo mạch này, A5 là chân SCL mặc định và A4 là chân SDA mặc định cho giao tiếp I2C. Vì vậy, bạn cần kết nối A5 với chân SCL của LCD và A4 với chân SDA của màn hình tinh thể lỏng. Bạn cũng có thể kiểm tra bảng này để biết các kết nối dây.

Arduino UNO

I2C LCD

A5 ·

SCL

A4 ·

SDA

GND ·

GND ·

5V

VIN

Cài đặt I2C LCD Arduino Library

Vì vậy, chúng tôi sẽ chuyển sang phần mã hóa. Trước khi viết code, chúng ta cần chuẩn bị Arduino IDE để viết code.

Chúng tôi sẽ giới thiệu thư viện màn hình LCD I2C trong Arduino IDE. Thư viện này không có sẵn trong trình biên dịch. Vì vậy, chúng ta cần cài đặt một thư viện bên ngoài. Có rất nhiều thư viện LCD I2C có sẵn. Bạn có thể sử dụng các thư viện khác nhau nếu muốn. Nhưng trong hướng dẫn này, chúng tôi đang sử dụng thư viện được phát triển bởi johnrickman. Bây giờ thêm thư viện này bằng cách làm theo các bước sau:

• Truy cập liên kết và tải xuống thư viện LCD I2C.
• Tệp mà bạn tải xuống ở bước cuối cùng sẽ là tệp nén hoặc tệp zip. Bây giờ giải nén tập tin này.
• Sau khi giải nén tệp, bạn sẽ nhận được một thư mục có tên LiquidCrystal_I2C-master.
• Đổi tên thư mục này LiquidCrystal_I2C-master thành LiquidCrystal_I2C.
• Bây giờ hãy đóng phần mềm Arduino, nếu bạn đã mở nó.
• Bây giờ sao chép thư mục này bên trong thư mục thư viện của Arduino IDE của bạn.
• Bây giờ hãy mở phần mềm Arduino của bạn. Thư viện của bạn sẽ được đưa vào thành công.

Cho đến bây giờ bạn đã cài đặt thành công thư viện và tạo sơ đồ mạch.

Lấy địa chỉ LCD I2C

Khi bạn kết nối màn hình I2C của mình với Arduino, bạn cần kiểm tra địa chỉ của nó. Bởi vì mọi thiết bị I2C đều có một địa chỉ được liên kết với nó. Đối với nhiều thiết bị của I2C LCD, địa chỉ mặc định được 0x27 trong đó 0x hiển thị định dạng hex của các số. Nhưng địa chỉ có thể khác nhau trong một số trường hợp. Địa chỉ này phụ thuộc vào vị trí của miếng đệm A0, A1 và A2 trên bộ điều khiển I2C trên thiết bị này. Như bạn có thể thấy, chúng tôi có ba miếng hàn, vì vậy chúng tôi có thể có 8 giá trị địa chỉ khác nhau tùy thuộc vào kết nối của miếng đệm.

Pad A0

Pad A1

Pad A2

Địa chỉ HEX

1

1

1

0x27

0

1

1

0x26

1

0

1

0x25

0

0

1

0x24

1

1

0

0x23

0

1

0

0x22

1

0

0

0x21

0

0

0

0x20

Nhưng bạn không cần phải lo lắng về các kết nối bên trong của thiết bị này; Chúng tôi sẽ sử dụng mã được cung cấp bên dưới để kiểm tra địa chỉ của bộ điều khiển. Bây giờ sao chép mã này và tải nó lên bảng của bạn.

`

include // This library includes I2C communication functions `

void setup() {

Wire.begin();

Serial.begin(115200);

Serial.println("Scanning for I2C devices");

}

void loop() {

byte error_i2c, address_i2c;

int I2C_Devices;

Serial.println("Scanning started");

`void setup() {`0

`void setup() {`1

`void setup() {`2

`void setup() {`3

`void setup() {`4

`void setup() {`5

`void setup() {`6

`void setup() {`7

`void setup() {`2

`void setup() {`9

}

`Wire.begin();`1

`Wire.begin();`2

}

`Wire.begin();`4

`void setup() {`2

`Wire.begin();`6

`void setup() {`7

`void setup() {`2

`void setup() {`9

}

`Wire.begin();`1

`Serial.begin(115200);`2

}

`Serial.begin(115200);`4

`void setup() {`2

`Serial.begin(115200);`6

}

`Serial.begin(115200);`8

`Serial.begin(115200);`9

}

`Serial.println("Scanning for I2C devices");`1

}

Mã này sẽ tìm kiếm các thiết bị được kết nối bằng chân A4 và A5 và hiển thị kết quả của nó trên màn hình nối tiếp. Sau khi kết nối thiết bị với Arduino đúng cách, bạn sẽ nhận được thông báo này trên màn hình nối tiếp. Thông báo này hiển thị địa chỉ của màn hình tinh thể lỏng được 0x27. Rất có thể bạn sẽ nhận được cùng một địa chỉ cho LCD với 16 cột và 2 hàng.

Hiển thị văn bản trên màn hình LCD I2C

Trong phần này, chúng ta sẽ hiển thị một thông báo tĩnh trên màn hình.

`Serial.println("Scanning for I2C devices");`3

`Serial.println("Scanning for I2C devices");`4

`Serial.println("Scanning for I2C devices");`5

`Serial.println("Scanning for I2C devices");`6

`Serial.println("Scanning for I2C devices");`7

`Serial.println("Scanning for I2C devices");`8

`Serial.println("Scanning for I2C devices");`9

}

`}`1

`void setup() {`2

`}`3

`}`4

`}`5

`}`6

`}`7

`}`8

`}`3

`void loop() {`0

`}`7

`}`5

`}`6

`}`7

`}`8

}

Mã này sẽ hiển thị thông báo "Vi điều khiển" ở hàng đầu tiên và "Hướng dẫn LCD I2C" ở hàng thứ hai trong một giây. Sau đó, nó sẽ xóa màn hình LCD và hiển thị "Văn bản tĩnh" ở hàng đầu tiên và "Hướng dẫn LCD I2C" ở hàng thứ hai như hình dưới đây.

Mã hoạt động như thế nào?

Bây giờ chúng ta sẽ thấy hoạt động của code. Dòng này sẽ thêm thư viện trong mã.

`Serial.println("Scanning for I2C devices");`3

Hai biến này xác định tên của tổng số hàng và cột của màn hình mà trong trường hợp của chúng tôi là 16×2. Nếu bạn muốn sử dụng màn hình có kích thước khác, bạn cần thay đổi số ở đây cho phù hợp, ví dụ: màn hình 20×4.

`Serial.println("Scanning for I2C devices");`4

`Serial.println("Scanning for I2C devices");`5

Dòng này được sử dụng để khởi tạo thư viện với địa chỉ LCD, tổng số cột và hàng. Đối số đầu tiên của hàm này là một địa chỉ mà chúng ta đã tìm thấy trong ví dụ trước. Đối số thứ hai và thứ ba là kích thước tính theo số cột và số hàng.

`Serial.println("Scanning for I2C devices");`6

Bên trong setup(), đầu tiên chúng ta khởi tạo màn hình LCD với các tham số nêu trên.

`byte error_i2c, address_i2c;`1

Chức năng backlight() này được sử dụng để bật hoặc tắt đèn nền. Mỗi màn hình LCD đều có đèn nền tích hợp bên trong, vì vậy bạn có thể điều khiển nó thông qua chức năng này.

`byte error_i2c, address_i2c;`2

Trong phần loop(), code được sử dụng để hiển thị thông báo và cũng để xóa thông báo cho LCD. Để hiển thị bất kỳ văn bản nào trên LCD, trước tiên, bạn cần đặt vị trí con trỏ. Vị trí con trỏ xác định nơi bạn muốn hiển thị văn bản. Hàm setCursor() được sử dụng để thiết lập vị trí. Ví dụ: nếu bạn muốn đặt con trỏ thành hàng đầu tiên và cột đầu tiên, bạn sẽ sử dụng chức năng này như sau:

`byte error_i2c, address_i2c;`3

Nếu bạn muốn đặt con trỏ thành cột đầu tiên và hàng thứ hai, bạn sẽ sử dụng chức năng này như sau:

`}`5

Giá trị đầu tiên bên trong hàm này xác định số cột và giá trị thứ hai xác định số hàng. Vì vậy, bên trong vòng lặp (), đầu tiên chúng ta đặt con trỏ thành hàng đầu tiên và cột thứ hai. Sau đó lcd.print() sẽ hiển thị thông báo "Microcontrollers" ở hàng đầu tiên.

`}`3

`}`4

Tương tự, hai dòng này sẽ đặt con trỏ đến hàng thứ hai và hiển thị văn bản "Hướng dẫn LCD I2C" trên hàng thứ hai. Trong một giây, cùng một văn bản sẽ được hiển thị ở hàng thứ nhất và thứ hai. Độ trễ() được sử dụng để thêm độ trễ của một giây.

`}`5

`}`6

`}`7

`int I2C_Devices;`0

`int I2C_Devices;`1

Bây giờ phần khác của mã cũng hoạt động theo cách tương tự.

`int I2C_Devices;`2

`int I2C_Devices;`3

`int I2C_Devices;`4

`int I2C_Devices;`5

`int I2C_Devices;`6

`int I2C_Devices;`7

Demonstration

Để xem trình diễn của dự án này, hãy tải mã lên bảng của bạn. Tuy nhiên, trước khi tải mã lên, hãy đảm bảo chọn Arduino Uno từ Tools > Board và cũng chọn đúng cổng COM mà bo mạch được kết nối từ Tools > Port.

Sau khi mã được tải lên bảng, hãy điều chỉnh độ sáng của màn hình thông qua chiết áp cho đến khi LCD bắt đầu hiển thị ký tự: