So verbinden Sie ein LCD-Display mit dem Launchpad der tiva c-Serie tm4c123g von Texas Instruments

Im vorherigen Tutorial haben wir zunächst etwas über das TIVA TM4C Launchpad und die Steuerung der digitalen Eingangs- und Ausgangspins mithilfe von Energia IDE gelernt. In diesem Tutorial lernen wir nun die Schnittstelle des 16 × 2-Punktmatrix-LCD-Displays mit dieser Karte kennen, um nützliche Informationen und Sensordaten anzuzeigen.

16x2 LCD-Display ist das, was die meisten von uns entweder durch öffentliche PCOs oder in anderen Elektronikprojekten gesehen hätten. 16x2 LCD ist das kostengünstige Anzeigemodul, das für alle elektronischen Anwendungen sehr praktisch ist, um Daten oder andere Debugging-Informationen anzuzeigen. Hier verbinden wir also ein 16x2-LCD-Display mit dem LaunchPad der TIVA C-Serie TM4C123G. Hier zeigen wir die ADC-Werte und Spannungspegel auf dem LCD-Display. Ein Potentiometer ist angebracht, um die ADC-Werte zu variieren. Erfahren Sie hier mehr über das 16x2 LCD-Display und seine Pins.

Erforderliche Materialien

TIVA TM4C LaunchPad von Texas Instruments
16 × 2 Punktmatrix-LCD-Anzeige
Kabel anschließen

Kurze Einführung in das 16 × 2-Punktmatrix-LCD-Display

Wie bereits erwähnt, bietet die Energia IDE eine schöne Bibliothek, die die Schnittstelle zu einem Kinderspiel macht. Daher ist es nicht zwingend erforderlich, etwas über das Anzeigemodul zu wissen. Aber wäre es nicht interessant zu zeigen, was wir verwenden !!

Der Name 16 × 2 impliziert, dass die Anzeige 16 Spalten und 2 Zeilen enthält, die zusammen (16 * 2) 32 Felder bilden. Eine einzelne Box würde im Bild unten ungefähr so aussehen

Eine einzelne Box hat 40 Pixel (Punkte) mit einer Matrixreihenfolge von 5 Zeilen und 8 Spalten. Diese 40 Pixel bilden zusammen ein Zeichen. Ebenso können 32 Zeichen in allen Feldern angezeigt werden. Schauen wir uns nun die Pinbelegung an.

Das LCD verfügt über insgesamt 16 Pins. Wie oben gezeigt, können diese wie folgt in vier Gruppen eingeteilt werden

Quellstifte (1, 2 und 3): Diese Stifte geben die Leistung und den Kontrast für das Display an

Steuerpins (4, 5 und 6): Diese Pins setzen / steuern die Register im LCD-Schnittstellen-IC (mehr dazu finden Sie unter dem folgenden Link).

Daten- / Befehls-Pins (7 bis 14): Diese Pins geben die Daten darüber an, welche Informationen auf dem LCD angezeigt werden sollen.

LED-Pins (15 und 16): Diese Pins werden verwendet, um die Hintergrundbeleuchtung des LCD bei Bedarf zu leuchten (optional).

Von all diesen 16 Pins dürfen nur 10 Pins für die ordnungsgemäße Funktion des LCD verwendet werden, wenn Sie mehr über diese LCD-Anzeige erfahren möchten. Springen Sie zu diesem LCD-Artikel.

Überprüfen Sie auch die Schnittstelle des 16x2-LCD-Displays mit vielen anderen Mikrocontrollern

Schnittstelle zwischen 16x2-LCD und Atmega16 AVR-Mikrocontroller im 4-Bit-Modus
LCD-Schnittstelle mit PIC-Mikrocontroller über MPLABX und XC8
16x2 LCD mit STM32F103C8T6 verbinden
Schnittstelle zwischen LCD und MSP430G2 LaunchPad
LCD-Schnittstelle mit 8051-Mikrocontroller
16x2 LCD mit Arduino verbinden
16x2 LCD-Schnittstelle mit Raspberry Pi mit Python

ADC im TIVA Launchpad

Das Potentiometer bietet einen analogen Ausgang, sodass es nicht an die digitalen Pins des Launchpads angeschlossen werden kann. Daher werden analoge oder ADC-Pins der MCU verwendet, um jeden Sensor zu verbinden, dessen Ausgang analoger Natur ist. TIVA TM4C verfügt über 2 ADC-Kanäle mit 12-Bit-Ausgang. Dies bedeutet, dass die analogen Werte vom Sensor oder Potentiometer zwischen 0 und 2 ^ 12 (4096) abgebildet werden können, um sie in digitale Werte umzuwandeln. Um mehr über die Analog-Digital-Wandlung in Microcontroller zu erfahren, folgen Sie dem Link.

Das TIVA Launchpad verfügt über 12 analoge Eingangspins (A0-A11) (siehe Abbildung unten).

Schaltplan und Anschlüsse

Das vollständige Schaltbild zur Schnittstelle eines 16 × 2-Punktmatrix-LCD-Displays mit dem TIVA Launchpad TM4C ist unten dargestellt.

Eine Hauptbeschränkung bei der Verbindung dieser LCD-Bildschirme sind die Betriebsspannungen. Das LCD-Display hat eine Betriebsspannung von + 5V, während das TM4C nur mit 3,6 V arbeitet. Glücklicherweise hat der Daten-Pin des LCD-Schnittstellen-IC (HD44780U) eine breite Betriebsspannung von 2,7 V bis 5,5 V. Wir müssen uns also nur um die Vdd (Pin 2) des LCD kümmern, während die Datenpins auch mit 3,6 V arbeiten können.

Die TIVA-Karte hat standardmäßig keinen + 5V-Pin, daher sollte ein externes Netzteil verwendet werden, damit das LCD funktioniert. Verwenden Sie entweder ein Netzteil von der Arduino-Platine oder einen Spannungsregler 7805. Stellen Sie sicher, dass die Erdung der Stromversorgung mit der Erdung der TIVA-Karte verbunden ist.

In der folgenden Tabelle sind die Verbindungen zwischen LCD und TIVA Launchpad aufgeführt

LCD-Pin-Name	TIVA Launchpad
Vss	Boden
Vdd	+ 5V Stromversorgung
Rs	Pin PC_6 von TIVA
R / W.	Boden
Aktivieren	Pin PB_7 von TIVA
D4	Pin PA_2 von TIVA
D5	Pin PA_3 von TIVA
D6	Pin PA_4 von TIVA
D7	Pin PB_6 von TIVA

Um die Potentiometerwerte auf dem LCD anzuzeigen, verbinden Sie den Pot-Ausgang mit einem beliebigen analogen Pin (PE2).

Programmierung des TIVA TM4C Launchpad für LCD mit Energia IDE

Notieren Sie sich die in diesem Projekt verwendeten Stifte, bevor Sie mit der Erläuterung fortfahren. Schauen Sie sich den Schaltplan und den oben angegebenen TIVA-Pinbelegungsplan an. Der vollständige Code mit einem funktionierenden Video ist am Ende dieses Tutorials beigefügt.

Energia IDE wird standardmäßig mit einer Bibliothek für 16x2 LCD (LiquidCrystal) geliefert. Wenn es nicht vorhanden ist, laden Sie es von diesem Github-Link herunter und fügen Sie es in den Bibliotheksordner von Energia IDE ein.

Starten Sie dann das Programm, indem Sie die Bibliothek für LCD einbinden und die Pins dafür definieren

#einschließen #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

Der nächste Schritt ist, um die Stifte zu erwähnen, das die LCD angeschlossen ist, um, wie wir es bereits genannt haben, die mit #define können wir jetzt einfach erwähnen die Namen des LCD - Pins. Stellen Sie sicher, dass die gleiche Reihenfolge eingehalten wird.

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

Es gibt so viele Arten von LCD-Anzeigen, die sich in Größe und Art unterscheiden. Geben Sie daher in der Funktion void setup () zunächst den LCD-Typ an, den Sie im Projekt verwenden. Hier haben wir 16x2 LCD-Display verwendet.

lcd.begin (16, 2);

Um etwas auf dem LCD zu drucken, erwähnen Sie zwei Dinge im Programm. Eine ist die Position des Textes, die mit der Zeile lcd.setCursor () angegeben werden kann, und die andere ist der zu druckende Inhalt, der mit lcd.print () angegeben werden kann. Hier setzen wir den Cursor auf 1 ^st Zeile und 1 ^st Spalte.

lcd.setCursor (0,0);

Ebenso können wir auch tun

lcd.setCursor (0, 1); // um den Cursor auf die 1. Spalte 2. Zeile zu setzen

Genau wie beim Löschen eines Whiteboards nach dem Schreiben sollte auch ein LCD gelöscht werden, sobald etwas darauf geschrieben ist. Dies kann mithilfe der folgenden Zeile erfolgen

lcd.clear ();

In Hohlraumschleife () Funktion, nehmen den Topf Wert mit analogRead () Funktion und speichert diesen Wert in einer anderen Variable, und dann diesen Wert anzuzeigen.

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

Nun wandelt diesen ADC - Wert auf Spannung nur indem sie sie mit 3,3 multipliziert wird, weil es die höchste Spannung ist, die von TIVA Platten Stiften akzeptiert werden. Teilen Sie dann den multiplizierten Wert mit 4096.

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

Das vollständige Programm finden Sie am Ende.

16x2 LCD-Display mit TIVA Launchpad

Sobald die Hardware und der Code fertig sind, schließen Sie einfach die TIVA-Karte an den Computer an und laden Sie den Code auf die Karte hoch. Befolgen Sie das vorherige Tutorial, um zu erfahren, wie Sie den Code in TIVA Launchpad hochladen.

Sobald der Code hochgeladen ist, sollte auf dem Display Folgendes angezeigt werden.

Drehen Sie nun einfach das Potentiometer, um den ADC-Wert zu ändern, und Sie werden sehen, dass sich auch der entsprechende Spannungswert ändert, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Den vollständigen Code und das detaillierte Video finden Sie unten. Versuchen Sie, den auf dem LCD-Display angezeigten Text zu ändern.