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。
なお、LiquidCrystalライブラリは標準でインストールされている。
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()
{
}
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。
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、
GPIOピンが少ないマイコンを使用する時は扱い辛い。
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)
ここでは、SC1602 I2Cアダプタの使用方法を記載する。
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。
(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)
SC1602 I2Cアダプタのピンアサインは次の通りである。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
右側の4本のピンは、上からGnd、Vcc、SDA、SCLである。
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。
| Arduino Uno R3 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| SDA | A4 | ||||
| SCL | A5 | ||||
また、I2Cはプルアップが必要である。
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、
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。
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。
LiquidCrystal_I2Cライブラリのインストール手順を以下に示す。
- 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。
また、以下に示すWebサイトからダウンロードすることもできる。 - zipファイルをダウンロードした場合、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、
LiquidCrystal_I2Cライブラリを取り込む。
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
- Linux
- 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。
以下にサンプルコードを記述する。
#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()
{
}
