Le module d'affichage LCD

Plongez avec nous dans le monde fascinant des écrans LCD à caractères, où nous examinons de plus près les classiques intemporels des écrans 1602 et 2004, entre autres. Ces écrans puissants et polyvalents ont conquis le cœur des amateurs et des professionnels dans d'innombrables projets allant des stations météo DIY aux applications industrielles avancées. Dans ce blog, nous découvrons les secrets de ces deux modules populaires tout en explorant leurs capacités et leurs charmes afin que vous puissiez faire le choix parfait pour le prochain chef-d'œuvre.

L'émergence et la popularité des modules d'affichage de caractères LCD

L'histoire de ce module d'affichage LCD a commencé dans les années 1980 lorsque Hitachi a introduit le contrôleur HD44780, qui est maintenant considéré comme un standard de l'industrie. Ce contrôleur révolutionnaire a permis aux développeurs d'utiliser plus facilement les modules LCD dans leurs projets, car il a simplifié la communication entre l'écran et le microcontrôleur. Cela a permis aux fabricants de se concentrer davantage sur la fonctionnalité de leurs projets plutôt que sur la complexité de la technologie d'affichage.

Au fil des ans, les écrans LCD à caractères ont évolué et se sont adaptés aux besoins du marché. Les modules LCD 1602 et 2004 en sont de bons exemples. Le 1602, un écran 16x2, 16 caractères, 2 lignes, est rapidement devenu populaire parmi les amateurs et les professionnels pour sa taille compacte et sa polyvalence. Il a permis aux utilisateurs d'afficher des informations simples et claires à l'écran et a fourni une solution rentable pour diverses applications.

Plus tard, le module 2004 est sorti, un affichage 20x4 avec 20 caractères et 4 lignes, permettant aux utilisateurs d'afficher plus d'informations sans avoir besoin de plusieurs écrans. Ce module est rapidement devenu un favori parmi les développeurs qui souhaitaient afficher plus de données dans leurs projets, comme dans les stations météorologiques avancées, les systèmes automatisés et les applications industrielles. La popularité des modules LCD à caractères, tels que les 1602 et 2004, continue à ce jour en raison de leur simplicité, de leur fiabilité et de leur facilité d'utilisation dans une grande variété de projets.

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Comment les écrans LCD à caractères prennent vie : un aperçu de la technologie qui les sous-tend

Le fonctionnement d'un écran LCD, tel que les modules 1602 et 2004, est basé sur l'utilisation de cristaux liquides qui répondent aux signaux électriques pour afficher des images et du texte. Le cœur de l'écran est le contrôleur HD44780, qui agit comme une interface entre le microcontrôleur et le panneau LCD. Ce contrôleur traduit les instructions reçues du microcontrôleur en tensions correctes nécessaires pour activer les cristaux liquides et ainsi afficher le caractère souhaité.

Les cristaux liquides sont pris en sandwich entre deux couches de verre, dont l'une a une matrice d'électrodes pour fournir la tension. Lorsqu'une tension est appliquée à une électrode particulière, les cristaux liquides changent d'orientation, polarisant la lumière d'une manière spécifique. Cela provoque le blocage ou le passage du rétroéclairage à travers la vitre, rendant le caractère visible à l'écran.

Les modules LCD ont un ensemble prédéfini de caractères stockés dans leur ROM intégrée (voir l'image ci-dessous), ce qui signifie qu'ils peuvent afficher un ensemble limité de symboles et de lettres prédéfinis. Pour afficher du texte et des graphiques sur l'écran, les données sont envoyées du microcontrôleur au contrôleur HD44780, qui positionne ensuite les cristaux liquides pour former le caractère ou le motif souhaité.

Jeu de caractères HD44780

Ajouter ses propres personnages

Dans la mémoire de l'écran LCD, 8 caractères peuvent être ajoutés avec 5x8 pixels. Ceux-ci doivent être écrits à l'écran sous la forme d'un tableau de 8 octets. Ceci est également très facile à faire avec la bibliothèque LiquidCrystal.

Affichage LCD de caractères personnalisés

La connexion

L'écran LCD a une interface parallèle, ce qui signifie que le microcontrôleur doit être connecté à différentes lignes pour adresser les bonnes pièces.

Sélection de registre (RS): Cette broche détermine où écrire dans la mémoire du LCD ; le registre de données, pour écrire des caractères à l'écran, ou le registre d'instructions, pour émettre des commandes.

Lecture/écriture (R/W) : État de lecture ou d'écriture.

Activer: Autoriser ou interdire l'écriture.

Dates (J0 -J7) : Les données écrites à l'écran.

Brochage LCD 1602

Mode 4 bits et 8 bits

L'écran LCD peut être contrôlé en 2 modes ; 4 bits et 8 bits. Il s'agit du nombre de lignes sur lesquelles les données sont écrites à l'écran. Les données écrites sur l'affichage ont toujours une longueur de 8 bits, donc lorsque l'écran LCD est adressé sur 4 bits, les données doivent être envoyées en 2 fois. L'avantage est que seules 6 broches d'E/S doivent être connectées au total au lieu des 10 broches en mode 8 bits. Lors de la lecture à partir de l'affichage, R/W doit également être connecté à une broche d'E/S, mais dans cet exemple, il est connecté à la masse (toujours en écriture).

Bibliothèque de cristaux liquides

Parce que l'adressage des registres corrects peut être difficile, une bibliothèque est bien sûr également disponible pour l' Arduino pour le LCD. Cette bibliothèque est livrée en standard avec le logiciel Arduino , il n'est donc même pas nécessaire de télécharger des fichiers supplémentaires. Comme on peut le voir dans l'exemple, l'initialisation avec cette bibliothèque est très simple. Pour écrire du texte, seuls le nombre de caractères à l'écran (par exemple 16 x 2) et le message souhaité doivent être définis.

// include the library code:
#include <LiquidCrystal.h>

// initialize library with the the interface pins
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  // initialize LCD with the number of columns and rows
  lcd.begin(16, 2);
  // Print a message to the LCD.
  lcd.print("Opencircuit.nl");
}

void loop() {
  
}

Module d'interface I2C

Avec le module d'interface I2C, encore plus de broches sont enregistrées. Ce module n'a besoin que de 2 lignes de données pour piloter l'écran LCD. Assurez-vous que le débit en bauds est réglé sur 115200 !

Module d'interface LCD I2CCe module réalise une interface I2C rapide avec les écrans LCD familiers (16x02, 16x04 et 20x04), ce qui rend le contrôle de ces écrans beaucoup plus facile et plus économique avec les broches d'E/S. Disponible immédiatement € 2,00

Bibliothèque LiquidCrystal I2C

Une version modifiée de la bibliothèque LiquidCrystal est disponible pour adresser l'affichage sur I2C. Vous pouvez le télécharger avec le bouton ci-dessous. Le zip doit ensuite être extrait dans le dossier de la bibliothèque Arduino ( %HOMEPATH%\Documents\ Arduino \libraries ) pour être utilisé. Comme on peut le voir dans l'exemple de code ci-dessous, l'écran LCD peut toujours être contrôlé de la même manière. Le module I2C dispose également d'un potentiomètre intégré pour le contraste des caractères.

#include <Wire.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

// Set the LCD I2C address
LiquidCrystal_I2C lcd(0x20);  

#define BACKLIGHT_PIN     13

void setup()
{
  // Switch on the backlight
  pinMode ( BACKLIGHT_PIN, OUTPUT );
  digitalWrite ( BACKLIGHT_PIN, HIGH );
  
  // initialize LCD with the number of columns and rows
  lcd.begin(16,2);              

  // Print a message to the LCD.
  lcd.print("Opencircuit.nl");
}

void loop()
{

}

Une technologie intemporelle : L'impact durable des modules LCD 1602 et 2004

Dans ce blog, nous avons exploré le monde passionnant des modules LCD à caractères, avec un accent particulier sur les écrans emblématiques 1602 et 2004. Nous avons couvert l'histoire, l'évolution et le fonctionnement de ces modules, en les regardant devenir des choix populaires pour les amateurs et les professionnels. Ces écrans polyvalents et fiables continuent d'être un élément essentiel de nombreux projets et, malgré l'émergence de nouvelles technologies, conserveront leur pertinence en raison de leur simplicité, de leur facilité d'utilisation et de leur rentabilité.