Arduinoの基礎 - SC1602

LCDに文字を表示する

概要

ここでは、ArduinoにLCD(SC1602)を接続して、文字を表示する方法を記載する。
SC1602の定格とピン配置は下図の通りである。
ピン番号が1から順番に、VSS, VDD, ...と表示している。

ArduinoとLCDを接続する

SC1602への接続方法を以下に記載する。
まず、電源は1番ピン～3番ピン、VSSとV0はGnd、VDDは+5.0[V]、バックライトの電源は15番ピン～16番ピン、
LED+(A)は+5.0[V]、 LED-(K)はGndにそれぞれ接続する。
5番ピンのR/Wは、LCDに表示(書き込み)を行うので、Gndに接続する。
7番ピン～10番ピンのDB0 - DB3は、4ビットで操作する(DB5 - DB8だけで制御する)ので使用しない。
その他のピンは、Arduinoへ接続する。

次の表と図を参考に接続する。

LCDピン	Arduinoピン	説明
RS	4	Register Select Signal
E	6	Operation (データ R/W) Enable Signal
DB4	10	Data Bus Line
DB5	11	Data Bus Line
DB6	12	Data Bus Line
DB7	13	Data Bus Line

LCDに文字を出力する

ArduinoからLCDを利用するために、LiquidCrystalライブラリを使用する。
リファレンスを参照すると、LiquidCrystalのコンストラクタで次のようにピン番号を指定すればよい。

LiquidCrystal(rs, enable, d4, d5, d6, d7)

以下に、LiquidCrystalライブラリを使用して、ArduinoからLCDに文字を出力するサンプルコードを記述する。

 #include <LiquidCrystal.h>
 
 LiquidCrystal lcd(4, 6, 10, 11, 12, 13);
 
 void setup()
 {
    lcd.begin(16, 2);
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Hello, world!");
 }
 
 void loop()
 {
 
 }
 </source>
<br>
また、ArduinoとLCDを接続して、スケッチをダウンロードすると次のようになる。<br>
[[ファイル:Arduino SC1602 05.jpg|フレームなし|中央]]
<br><br>

== SC1602 I2Cアダプタを利用する ==
上記では、 SC1602を直接制御して文字を表示したが、電源や制御信号、データ信号の送信等のために約10本の配線が必要であるが、<br>
GPIOピンが少ないマイコンを使用する時は扱い辛い。<br>
そこで、SC1602 I2Cアダプタを使用すると、電源とI2C(SDA/SCL)で接続が可能となり単純化できる。(I2Cはプルアップが必要)<br>
<br>
ここでは、SC1602 I2Cアダプタの使用方法を記載する。<br>
まず、I2Cアダプタは次のようなものである。上がSC1602、下がSC1602 I2Cアダプタである。<br>
(同様のモジュールが各社から販売されているが、各社の仕様は違う可能性があるのでデータシートをよく読むこと)<br>
[[ファイル:Arduino SC1602 06.jpg|フレームなし|中央]]
<br>
SC1602 I2Cアダプタのピンアサインは次の通りである。<br>
[[ファイル:Arduino SC1602 07.png|フレームなし|中央]]
左側のGnd/Vccは、基本的にジャンパでショートされているが、バックライトを無効化する場合はオープンにする。<br>
オープンにすると必ずバックライトがオンになるのではなく、プログラムから制御が可能である。<br>
<br>
中央のポテンショメータは画面のコントラスト調整用である。<br>
<br>
ジャンパA0 - A2はアドレス選択用で、全てオープンにすると0x27となる。<br>
ジャンパの設定により、A2 - A0で表される3ビット値を0x27から引いたアドレスにシフトする。<br>
例えば、A2をショート(1)、A1をオープン(0)、A0をショート(1)にした場合、0b101 = 0x5なので、0x27 - 0x5 = 0x22となる。<br>
<br>
右側の4本のピンは、上からGnd、Vcc、SDA、SCLである。<br>
<br>
I2CインターフェイスSDA、SCLは、Arduino UnoではそれぞれA4、A5である。<br>
<center>
{| class="wikitable"
!colspan="6"|Arduino Uno R3
|-
| SDA || A4
|-
| SCL || A5
|}
</center>
<br>
また、I2Cはプルアップが必要である。<br>
次の項目では、LiquidCrystal_I2Cライブラリが内部でWireライブラリを使用しているが、<br>
これは、SDA / SCLピンについて、Arduinoの内部プルアップをアクティベートするものである。<br>
<br><br>

==== LiquidCrystal_I2Cライブラリ ====
I2Cアダプタを使用するサンプルコードでは、LiquidCrystal_I2Cライブラリを使用する。<br>
<br>
LiquidCrystal_I2Cライブラリのインストール手順を以下に示す。<br>
# まず、Arduino IDEから[ツール]メニューバー - [ライブラリを管理...]を選択してライブラリマネージャを起動する。
# 次に、検索欄に"LiquidCrystal I2C"と入力して、"LiquidCrystal I2C by Frank de Brabander"をインストールする。<br>また、以下に示すGitHubからダウンロードすることもできる。
#: https://github.com/marcoschwartz/LiquidCrystal_I2C
# Arduiono IDEから、[スケッチ]メニューバー - [ライブラリをインクルード] - [.zip形式のライブラリをインストール]を選択して、<br>LiquidCrystal_I2Cライブラリを取り込む。<br><br>取り込んだライブラリは、以下のディレクトリに保存される。
#* Linux
#*: ~/Arduino/libraries
#* Windows
#*: C:\Users\ユーザ名\Documents\Arduino\libraries
# もし、同一の名前のライブラリが同じディレクトリに存在しており、コンパイルが失敗する場合は、不要なライブラリを削除する。
<br>
以下にサンプルコードを記述する。<br>
 <syntaxhighlight lang="c++">
 #include <LiquidCrystal_I2C.h>
 
 LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);  // LCD : 16x2, IC : PCF8574T
 // LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 16, 2);  // LCD : 16x2, IC : PCF8574AT
 // LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);  // LCD : 20x4, IC : PCF8574T
 // LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 20, 4);  // LCD : 20x4, IC : PCF8574AT
 
 void setup()
 {
    lcd.init(); 
    lcd.backlight();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Hello, world!");
 }
 
 void loop()
 {
 
 }