Теорія I2C, EEPROM від Atmel. Бібліотека Wire для Arduino для роботи з шиною I2C Плати зі світлодіодними індикаторами

Wire.requestFrom(address, quantity) — Використовується майстром для запиту байтів від керованого пристрою. Ці байти може бути отримано з допомогою методів available() і read() . Розмір буфера такий самий 32 байти.

• address : 7-бітна адреса пристрою, у якого запитуються байти;
• quantity : кількість байтів, що запитуються;

Wire.available()— Повертає кількість байтів, доступних для отримання за допомогою read().

Ну і приклад із записом у пам'ять рядка «Hello Word»:

#include #define EEPROM_ADDRESS 0x53 word address = 0; char data_send = "Hello Word"; void setup() ( Wire.begin(); // Serial.begin(9600); Serial.print("Write byte to EEPROM memory..."); Serial.println (data_send); Wire.beginTransmission(EEPROM_ADDRESS); Wire.write(address >> 8); Wire.write(address & 0xFF); Wire.write(data_send); delay(10); Serial.println("Read byte from EEPROM memory..."); Wire.endTransmission(); if (status == 0)Serial.println ("Ок"); // stop transmitting Wire.requestFrom(EEPROM_ADDRESS, (byte)10); byte data = 0; i<10 ;i++) { if (Wire.available()) { data = Wire.read(); } Serial.write (data); } } void loop() { }

Організація пам'яті:

Так як в данихдописах про це написано неясно. Я на практиці намагався розібратися із цим. У datasheet написано що пам'ять мікросхеми організована як 512 сторінок по 64 байта. Що це означає? Якщо ми захочемо записати більше 64 байт відразу, скажімо за адресою 0x40 (адреса початок другої сторінки), при виході адреси за межі сторінки внутрішній лічильник мікросхеми скине адресу на початок сторінки. А зайві байти будуть записані на початок сторінки і зітруть дані, які були там записані.

Для читання таких обмежень немає, в даташіпі написано тільки те, що коли ви досягнете кінця адрес вас автоматично перекине на початок (адреса 0х00).

На цьому я думаю все. Ви, звичайно, можете завантажити вже готову бібліотеку для EEPROM, думаєте зможете і написати свою. Головне ми розібралися в основному принципі роботи.

У цій статті ми спробували зібрати в одному місці посилання на всі найпопулярніші бібліотеки Ардуїно, а також підготували добірку найпопулярніших бібліотек. Рано чи пізно будь-який ардуїнщик стикається з необхідністю використання тієї чи іншої бібліотеки. Адже використання готового коду дуже скорочує час на програмування. Сподіваємося, що зібрані в одному місці та забезпечені посиланнями для скачування та короткими прикладами використання, відомості про популярні бібліотеки допоможуть вам у ваших проектах.

Бібліотека ардуїно – це програмний код, що зберігається не в скетчі, а у зовнішніх файлах, які можна підключити до вашого проекту. У бібліотеці зберігаються різні методи та структури даних, які необхідні для спрощення роботи з датчиками, індикаторами, модулями та іншими компонентами. Використання готових програм суттєво спрощує роботу над проектами, тому що можна зосередитися на основній логіці, не витрачаючи час на безліч дрібниць.

Сьогодні створено величезну кількість бібліотек, які можна легко знайти та завантажити в інтернеті. Переважна більшість бібліотек розповсюджуються за вільною ліцензією, тому потреби у пошуку “піратських” версій немає. Головне, це навчитися.

Стандартні бібліотеки Ардуїно

Почати знайомство з бібліотеками краще з офіційного сайту, на якому можна знайти значний список стандартних модулів та посилання на офіційні бібліотеки партнерів.

Список вбудованих бібліотек (вони поставляються разом із дистрибутивом Arduino IDE):

• EEPROM
• Ethernet / Ethernet 2
• Firmata
• LiquidCrystal
• Servo
• SoftwareSerial
• Stepper

Добірка бібліотек в одному архіві

Якщо у вас немає часу на детальний аналіз безлічі сайтів і ви хочете завантажити все необхідне для роботи із зовнішніми пристроями Ардуїно в одному архіві, ми підготували список 40 найпопулярніших бібліотек. Просто та розпакуйте його вміст (папку libraries) у папку Arduino.

Бібліотеки для екранів, індикаторів та дисплеїв

Бібліотека I2C

Бібліотека призначена для роботи периферійного пристрою за протоколом I2C.

Приклад використання:

#ifndef I2C_MASTER_H

#define I2C_MASTER_H

void I2C_init (void) – створення об'єкта, налаштування на правильну частоту для шини.

uint8_t I2C_start () – встановлення з'єднання з новим пристроєм.

uint8_t I2C_write() – запис даних на поточний пристрій.

uint8_t I2C_read_ack() – зчитування байта з пристрою, запит наступного байта.

Бібліотека LiquidCrystal

Стандартна бібліотека, встановлена ​​в Arduino IDE. Призначена для керування рідкокристалічними дисплеями LCD.

Приклад використання:

#include . Також, щоб не помилитися під час написання, можна підключити через меню Sketch – Import Library – LiquidCrystal.

Конструктор класу – LiquidCristal(…). Аргументами є rs, rw, en, do ... d7. Перші 3 відповідаю висновкам сигналів RS, RW та Enable. Висновки d відповідають номерам шин даних, до яких підключено дисплей.

void begin(cols, rows) – метод, який ініціалізує інтерфейс дисплея. Аргументами є кількість знаків у рядку (cols) та кількість рядків (rows). Цей метод має задаватися першим.

void createChar(num, data) - метод, необхідний для створення символів користувача.

Бібліотека UTFT

Стандартна бібліотека, необхідна для роботи Ардуїно з екранами TFT різних типів. Всі дисплеї, що підтримуються, представлені в супровідному документі з бібліотекою.

Приклад використання:

#include

UTFT(); - Створення екземпляра UTFT.

textRus(char*st, int x, int y); – метод, що дозволяє виводити рядок із покажчика. Наприклад, char * dht = "Температура, С";

textRus(string st, int x, int y); - Виведення рядка із зазначенням у параметрі. Наприклад, g.textRus("Температура, С", 0, 20);

Бібліотека LedControl

Дозволяє керувати семисегментними дисплеями, об'єднувати масив із світлодіодів в одну матрицю.

Приклад використання:

#include

LedControl lc1 = LedControl();

- Потрібен для ініціалізації бібліотеки. Повинна складатися з чотирьох аргументів – номери пінів, до яких підключено дисплей (перші 3 аргументи) та кількість підключених чіпів.

writeArduinoOn7Segment() – відображення на дисплеї всіх чисел від 0 до 15. Використовує функції setChar() для символів a та d та setRow() для створення макета пропущених символів.

LedControl.shutdown() – вимкнення зображення.

setIntensity() – контроль яскравості.

Бібліотеки для роботи з датою та часом ардуїно

Бібліотека RTClib

Бібліотека для роботи з годинником реального часу, що спрощує взаємодію з Ардуїно.

Приклад використання:

#include

RTC_DS1307 RTC; - Вибір датчика (в даному випадку DS1307).

rtc.adjust(DateTime(Date, Time)); – налаштування часу та календаря.

dayOfTheWeek () – виведення дня тижня. Аргумент від 0 до 6, 0 – неділя.

Бібліотека Timelib

Дозволяє Ардуїно отримувати інформацію про дату та час на даний момент.

Приклад використання:

#include

Time(); - Створення екземпляра.

setTime(t); - Встановлення часу. Аргумент t – година, хвилина, секунда, день, місяць та рік.

timeStatus(); - Вказує, чи встановлено час.

adjustTime(adjustment); - Налаштування часу.

Бібліотека Ds1307

Бібліотека для зручної взаємодії годинника DS1307 з Ардуїно з використанням бібліотеки Wire.

Приклад використання:

#include

class DS1307RTC – створення об'єкта DS1307.

SetTime() – встановлення часу.

get() – зчитує RTC, повертає отриману дату у форматі POSIX.

Set(time_t t) – запис дати у RTC

Бібліотека DS 3231

Призначена для керування датою та часом у модулі ds3231.

#include “ds3231.h”

DS3231 Clock(SDA, SCL); – створення об'єкта DS3231, підключення до лінії тактування та лінії даних.

getTime(); – зчитування дати та часу з годинника.

setDate(date, mon, year); - Встановлення дати.

Системні бібліотеки Ардуїно

Бібліотека EEPROM

Стандартні бібліотеки. Призначений для роботи з енергонезалежною пам'яттю (запис даних, їх читання).

Приклад використання:

#include

EEPROM.read(); - Створення об'єкта, зчитування байта за адресою з енергонезалежної пам'яті.

EEPROM.write(address, value) – запис байта в енергонезалежну пам'ять.

EEPROM.put() – запис рядків чисел із плаваючою комою.

EEPROM.get() – читання рядків та чисел з плаваючою комою.

Бібліотека SoftwareSerial

Бібліотека, яка дозволяє реалізовувати послідовні інтерфейси з будь-яких цифрових пінів. Також дозволяє створювати кілька послідовних портів, які працюють на швидкості до 115 200 бод.

#include

SoftwareSerial mySerial(RX, TX) – створення об'єкта, аргументи – висновки, яких підключені RX і TX.

Serial.begin(); – встановлює швидкість порту для зв'язку ардуїно та комп'ютера.

mySerial.overflow() – перевірка вхідного буфера на переповнення.

Бібліотека Math

Включає велику кількість математичних функцій для роботи з числами з плаваючою комою.

Приклад використання:

#include

Math(); - Створення екземпляра Math.

Serial.print("cos num = "); - Повертає косинус числа.

Serial.println (fmod (double__x, double__y)); - Повертає числа по модулю.

Бібліотека Scheduler

Призначена для роботи з Arduino Due, що дозволяє працювати в режимі багатозадачності. Поки що є експериментальною бібліотекою.

Приклад використання:

#include

Scheduler; - Створення екземпляра.

Scheduler.startLoop() – дозволяє додати функцію, яка виконуватиметься разом із loop().

yield() – дозволяє передати керування іншим завданням.

Бібліотеки серво моторів та крокових двигунів

Бібліотека Серво

Стандартні бібліотеки. Необхідна для керування серводвигунами та часто використовується у робототехнічних проектах з маніпуляторами.

Приклад використання:

#include

Servo myservo; - Створення об'єкта для серводвигуна.

myservo.attach(); - Номер виходу, до якого підключено серводвигун.

myservo.write(180, 30, true); - Рух на 180 градусів, швидкість 30, очікування закінчення руху.

Бібліотека Stepper

Необхідна для керування кроковим уніполярним та біполярним двигуном.

#include

const int stepsPerRevolution = ; – кількість кроків, за які двигун проходить повний поворот.

Stepper myStepper = Stepper(steps, pin1, pin2) – створює екземпляр класу із зазначеною кількістю кроків та висновками, до яких підключається двигун.

Бібліотеки датчиків Ардуїно

Бібліотека DHT

#include< DHT.h>

DHT dht(DHTPIN, DHT11); – ініціалізує датчик (у разі DHT11).

dht.begin(); - Запуск датчика.

float t = dht.readTemperature(); - Зчитування поточного значення температури в градусах Цельсія.

Бібліотека DallasTemperature

Призначений для роботи з датчиками Dallas. Працює разом із бібліотекою OneWire.

#include

DallasTemperature dallasSensors(&oneWire); - Передача об'єкта oneWire для роботи з датчиком.

покласти в регістр.

printTemperature(sensorAddress); – запит на отримання виміряного значення температури.

Бібліотека Ultrasonic

Забезпечує роботу Ардуїно із ультразвуковим датчиком вимірювання відстані HC-SR04.

#include

Ultrasonic ultrasonic (tig, echo) – оголошення об'єкта, аргументи – контакт Trig та контакт Echo.

dist = ultrasonic.distanceRead(); - Визначення відстані до об'єкта. Агрумент – сантиметри (СМ) чи дюйми (INC).

Timing() – зчитування тривалості імпульсу на виході Echo, переведення в необхідну систему числення.

Бібліотека ADXL345

Призначається до роботи з акселерометром ADXL345.

Приклад використання:

#include

ADXL345_ADDRESS – створення об'єкта, зазначення його адреси.

ADXL345_REG_DEVID – ідентифікація пристрою.

ADXL345_REG_OFSX – усунення осі Х.

ADXL345_REG_BW_RATE – керування швидкістю передачі даних.

Бібліотека BME280

Призначається для роботи з датчиком температури, вологості та тиску BME280.

Приклад використання:

#include

BME280_ADDRESS – створення об'єкта BME280, зазначення його адреси.

begin(uint8_t addr = BME280_ADDRESS); - Початок роботи датчика.

getTemperature – одержання виміряної температури.

getPressure – одержання виміряного тиску.

Бібліотека BMP280

Потрібний для роботи з датчиком атмосферного тиску BMP280.

Приклад використання:

#include

BMP280_CHIPID – створення екземпляра, вказівка ​​його адреси.

getTemperature(float *temp); – одержання виміряної температури.

getPressure(float *pressure); - Отримання вимірюваного значення тиску.

Бібліотека BMP085

Потрібний для роботи з датчиком тиску BMP085.

Приклад використання:

#include

Adafruit_BMP085 bmp; - Створення екземпляра BMP085.

dps.init(MODE_ULTRA_HIGHRES, 25000, true); - Вимірювання тиску, аргумент 25000 - висота над рівнем моря (в даному випадку 250 м. над рівнем моря).

dps.getPressure(&Pressure); - Визначення тиску.

Бібліотека FingerPrint

Потрібно працювати зі сканером відбитків пальців.

прикладвикористання:

#include

Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&mySerial); – оголошення об'єкту Finger. Параметр – посилання на об'єкт для роботи з UART, до якого підключений модуль.

finger.begin(); - Ініціалізація модуля відбитків пальців.

Func_sensor_communication(); - Виклик модуля відбитків пальців.

Бібліотеки комунікації

Бібліотека Wire

Потрібний для роботи з двопровідним інтерфейсом I2C.

Приклад використання:

#include

Wire.begin() – ініціалізація бібліотеки, підключення до шини I2C.

Wire.requestFrom() – запит майстром байтів від керованого пристрою.

Wire.beginTransmission() – початок передачі на керований пристрій.

Бібліотека Irremote

Потрібно для роботи ардуїно з ІЧ приймачем.

Приклад використання:

#include

IRrecv irrecv(RECV_PIN); - Пін, до якого підключений ІЧ приймач.

SetPinAndButton(int ir1, int ir2, int pin) - дозволяє налаштувати певний вихід на спрацьовування при заданих значеннях ir1, ir2.

Бібліотека GSM

Потрібно для з'єднання через GSM-плату з мережею GSM/GRPS. З її допомогою можна реалізувати операції, що здійснюються GSM-телефоном, працювати з голосовими дзвінками та підключатися до Інтернету через GRPS.

Приклад використання:

#include

GSM GSMAccess – ініціалізує екземпляр класу.

gprs.powerOn() – увімкнення живлення.

GPRS – налаштування підключення до Інтернету.

GSM – керування радіо-модемом.

Бібліотека RFID

Потрібно для з'єднання Ардуїно та RFID-модуля.

Приклад використання:

#include

RFID rfid (SS_PIN, RST_PIN); - Створення екземпляра rfid, аргументи - піни, до яких підключений модуль.

rfid.init(); - Ініціалізація модуля RFID.

Бібліотека MFRC 522

Потрібно для з'єднання Ардуїно та MFRC522-модуля.

Приклад використання:

#include

MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN); – створення екземпляра MFRC522, аргументами вказані виходи, до яких підключено модуль.

mfrc522.PCD_Init(); - Ініціалізація MFRC522.

Бібліотека Ethershield

Нова версія https://github.com/jcw/ethercard

Потрібно для підключення Ардуїно до локальної мережі або Інтернету. Бібліотека більше не підтримується, новіша версія Ethercard. Також є стандартна бібліотека Ethernet.

Приклад використання:

#include «EtherShield.h»

#include

EtherShield es = EtherShield(); – підготовка веб-сторінки

ether.begin(sizeof Ethernet::buffer, mymac,); - Початок роботи, аргументи - адреса Mac і номер порту, до якого підключено вихід CS.

Бібліотека Nrf24l01

Потрібно для роботи з RF24-радіомодулем.

Приклад використання:

#include “RF24.h”

RF24 - Конструктор створює новий екземпляр драйвера. Перед використанням потрібно створити екземпляр і вказати піни, до яких підключений чіп (_cepin: контакт модуля Enable, cspin: контакт модуля Select).

Begin – початок роботи чіпа.

setChannel – канали зв'язку RF.

setPayloadSize – встановлення фіксованого розміру передачі.

getPayloadSize – отримання фіксованого розміру.

Бібліотека TinyGPS

Потрібно читати повідомлення GPGGA і GPRMC. Допомагає зчитувати дані про положення, дату, час, висоту та інші параметри.

Приклад використання:

#include

TinyGPS gps; - Створення екземпляра TinyGPS.

encode() – подача на об'єкт послідовних даних за одним символом.

gps.stats() – метод статистики. Показує, чи отримані коректні дані чи ні.

Бібліотеки в Arduino IDE

Серед усієї різноманітності бібліотек можна виділити 3 основні групи:

• Вбудовані – це бібліотеки, які спочатку встановлені в середовищі Arduino IDE. Їх не потрібно завантажувати та встановлювати додатково, вони доступні для використання у програмі відразу після запуску середовища розробки.
• Додаткові – це бібліотеки, які потрібно самостійно завантажувати. Зазвичай, такий вид бібліотек розробляє виробник датчиків, сенсорів та інших компонентів для полегшення роботи з ардуїно.
• Залежні бібліотеки – встановлюються як помічник додаткової бібліотеки, що окремо від неї не працює.

Найпростішим способом роботи з бібліотеками в Ардуїно є використання вбудованих можливостей середовища розробки Arduino IDE. Про це ми поговоримо у окремій статті.

LCD дисплей- Частий гість у проектах Ардуїно. Але в складних схемах у нас може виникнути проблема нестачі портів Arduino через необхідність підключити екран, який має дуже багато контактів. Виходом у цій ситуації може стати I2C /IICперехідник, який підключає практично стандартний для Arduino екран 1602 до плат Uno, Nano або Mega лише за допомогою 4 пінів. У цій статті ми подивимося, як можна підключити LCD екран з інтерфейсом I2C, які можна використовувати бібліотеки, напишемо короткий приклад і розберемо типові помилки.

Рідкокристалічний дисплей (Liquid Crystal Display) LCD 1602є гарним вибором для виведення рядків символів у різних проектах. Він коштує недорого, є різні модифікації з різними кольорами підсвічування, ви можете легко завантажити готові бібліотеки для скетч Ардуїно. Але найголовнішим недоліком цього екрану є той факт, що дисплей має 16 цифрових висновків, з яких обов'язковими є мінімум 6. Тому використання цього екрану LCD без i2c додає серйозні обмеження для плат Arduino Uno або Nano. Якщо контактів не вистачає, вам доведеться купувати плату Arduino Mega або ж заощадити контакти, в тому числі за рахунок підключення дисплея через i2c.

Короткий опис пінів LCD 1602

Давайте подивимося на висновки LCD1602 уважніше:

Кожен із висновків має своє призначення:

1. Земля GND;
2. Харчування 5;
3. Встановлення контрастності монітора;
4. Команда, дані;
5. Записування та читання даних;
6. Enable;

7-14. Лінії даних;

1. Плюс підсвічування;
2. Мінус підсвічування.

Технічні характеристики дисплея:

• Символьний тип відображення є можливість завантаження символів;
• Світлодіодна підсвітка;
• Контролер HD44780;
• Напруга живлення 5В;
• Формат 16х2 символів;
• Діапазон робочих температур від -20°С до +70°С, діапазон температур зберігання від -30°С до +80°С;
• Кут огляду 180 градусів.

Схема підключення LCD до плати Ардуїно без i2C

Стандартна схема приєднання монітора безпосередньо до мікроконтролера Ардуїно без I2C виглядає так.

Через велику кількість контактів, що підключаються, може не вистачити місця для приєднання потрібних елементів. Використання I2C зменшує кількість дротів до 4, а зайнятих пінів до 2.

Де купити LCD екрани та шилди для ардуїно

LCD екран 1602 (і варіант 2004) досить популярний, тому ви без проблем зможете знайти його як у вітчизняних інтернет магазинах, так і на закордонних майданчиках. Наведемо кілька посилань на найдоступніші варіанти:

Модуль LCD1602+I2C із синім екраном, сумісний з Arduino	Простий дисплей LCD1602 (зелене підсвічування) дешевше 80 рублів	Великий екран LCD2004 з I2C HD44780 для ардуїно (синє та зелене підсвічування)
Дисплей 1602 з IIC адаптером та синім підсвічуванням	Ще один варіант LCD1602 із впаяним I2C модулем	Модуль адаптера Port IIC/I2C/TWI/SPI для екрана 1602, сумісний з Ардуїно
Дисплей з RGB-підсвічуванням! LCD 16×2 + keypad +Buzzer Shield for Arduino	Шилд для Ардуїно з кнопками та екраном LCD1602 LCD 1602	LCD дисплей для 3D принтера (Smart Controller for RAMPS 1.4, Text LCD 20×4), модулем кардрідера SD та MicroSD-

Опис протоколу I2C

Перш ніж обговорювати підключення дисплея до ардуїно через i2c-перехідник, коротко поговоримо про сам протокол i2C.

I2C/IIC(Inter-Integrated Circuit) – це протокол, що спочатку створювався для зв'язку інтегральних мікросхем усередині електронного пристрою. Розробка належить фірмі Philips. В основі i2c протоколу є використання 8-бітної шини, яка потрібна для зв'язку блоків в електроніці, що управляє, і системі адресації, завдяки якій можна спілкуватися по одним і тим же проводам з декількома пристроями. Ми просто надаємо дані то одному, то іншому пристрою, додаючи до пакетів даних ідентифікатор потрібного елемента.

Найпростіша схема I2C може містити один провідний пристрій (найчастіше це мікроконтролер Ардуїно) та кілька ведених (наприклад, дисплей LCD). Кожен пристрій має адресу в діапазоні від 7 до 127. Двох пристроїв з однаковою адресою в одній схемі не повинно бути.

Плата Arduino підтримує i2c на апаратному рівні. Ви можете використовувати піни A4 та A5 для підключення пристроїв за цим протоколом.

У роботі I2C можна виділити кілька переваг:

• Для роботи потрібно лише 2 лінії – SDA (лінія даних) та SCL (лінія синхронізації).
• Підключення великої кількості провідних приладів.
• Зменшення часу розробки.
• Для керування всім набором пристроїв потрібен лише один мікроконтролер.
• Можливе число мікросхем, що підключаються, до однієї шини обмежується тільки граничною ємністю.
• Висока ступінь збереження даних через спеціальний фільтр пригнічує сплески, вбудованого в схеми.
• Проста процедура діагностики збоїв, що виникають, швидке налагодження несправностей.
• Шина вже інтегрована в саму Arduino, тому не потрібно додатково розробляти шинний інтерфейс.

Недоліки:

• Існує ємнісне обмеження на лінії – 400 пФ.
• Важке програмування контролера I2C, якщо на шині є кілька різних пристроїв.
• При велику кількість пристроїв виникає труднощі локалізації збою, якщо один з них помилково встановлює стан низького рівня.

Модуль i2c для LCD 1602 Arduino

Найшвидший та найзручніший спосіб використання i2c дисплея в ардуїно – це покупка готового екрану з вбудованою підтримкою протоколу. Але таких екранів не дуже вистають вони не дешево. А ось різноманітних стандартних екранів випущено вже величезну кількість. Тому найдоступнішим і найпопулярнішим сьогодні варіантом є купівля та використання окремого I2C модуля – перехідника, який виглядає ось так:

З одного боку модуля ми бачимо висновки i2c – земля, живлення та 2 для передачі даних. З іншого перехідника бачимо роз'єми зовнішнього живлення. І, природно, на платі є безліч ніжок, за допомогою яких модуль припаює до стандартних висновків екрану.

Для підключення до плати Ардуїно використовуються i2c виходи. Якщо потрібно, підключаємо зовнішнє живлення для підсвічування. За допомогою вбудованого підстроювального резистора ми можемо налаштувати настроювання контрастності J

На ринку можна зустріти LCD 1602 модулі з припаяними перехідниками, їх використання максимально упощено. Якщо ви купили окремий перехідник, потрібно буде заздалегідь припаяти його до модуля.

Підключення РК екрану до Ардуїно за I2C

Для підключення необхідні сама плата Ардуїно, дисплей, макетна плата, з'єднувальні дроти та потенціометр.

Якщо ви використовуєте спеціальний окремий i2c перехідник, потрібно спочатку припаяти його до модуля екрана. Помилитись там важко, можете керуватися такою схемою.

Рідкокристалічний монітор з підтримкою i2c підключається до плати за допомогою чотирьох дротів – два дроти для даних, два дроти для живлення.

• Висновок GND підключається до GND на платі.
• Висновок VCC – на 5V.
• SCL підключається до піну A5.
• SDA підключається до піну A.

І це все! Жодних павутин проводів, в яких дуже легко заплутатися. При цьому всю складність реалізації протоколу i2C ми можемо просто довірити бібліотекам.

Бібліотеки для роботи з i2c LCD дисплеєм

Для взаємодії Arduino c LCD 1602 по шині I2C вам знадобиться як мінімум дві бібліотеки:

• Бібліотека Wire.h для роботи з I2C вже є у стандартній програмі Arduino IDE.
• Бібліотека LiquidCrystal_I2C.h, яка включає велику різноманітність команд для управління монітором по шині I2C і дозволяє зробити скетч простіше і коротше. Потрібно додатково встановити бібліотеку Після підключення екрана потрібно додатково встановити бібліотеку LiquidCrystal_I2C.h

Після підключення до скетчу всіх необхідних бібліотек ми створюємо об'єкт і можемо використовувати його функції. Для тестування завантажимо наступний стандартний скетч з прикладу.

#include #include // Підключення бібліотеки //#include // Підключення альтернативної бібліотеки LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); // Вказуємо I2C адресу (найпоширеніше значення), і навіть параметри екрана (у разі LCD 1602 - 2 рядки по 16 символів у кожному //LiquidCrystal_PCF8574 lcd(0x27); // Варіант для бібліотеки PCF8574 void setup() ( lcd.init (); // Ініціалізація дисплея lcd.backlight(); // Підключення підсвічування lcd.setCursor(0,0); // Встановлення курсору на початок першого рядка lcd.print("Hello"); // Набір тексту на першому рядку lcd.setCursor(0,1); // Встановлення курсору на початок другого рядка lcd.print("ArduinoMaster"); // Набір тексту на другому рядку ) void loop() ( )

Опис функцій та методів бібліотеки LiquidCrystal_I2C:

• home() і clear() – перша функція дозволяє повернути курсор на початок екрана, друга теж, але при цьому видаляє все, що було на моніторі до цього.
• write(ch) – дозволяє вивести одиночний символ ch на екран.
• cursor() та noCursor() – показує/приховує курсор на екрані.
• blink() і noBlink() – курсор блимає/не блимає (якщо раніше було включено його відображення).
• display() та noDisplay() – дозволяє підключити/вимкнути дисплей.
• scrollDisplayLeft() та scrollDisplayRight() – прокручує екран на один знак ліворуч/праворуч.
• autoscroll() та noAutoscroll() – дозволяє увімкнути/вимкнути режим автопрокручування. У цьому режимі кожен новий символ записується в тому самому місці, витісняючи раніше написане на екрані.
• leftToRight() і rightToLeft() – Встановлення напряму виведеного тексту – зліва направо або праворуч наліво.
• createChar(ch, bitmap) – створює символ із кодом ch (0 – 7), використовуючи масив бітових масок bitmap для створення чорних та білих точок.

Альтернативна бібліотека для роботи з дисплеєм i2c

У деяких випадках при використанні зазначеної бібліотеки з пристроями, оснащеними контролерами PCF8574, можуть виникати помилки. У цьому випадку альтернативою можна запропонувати бібліотеку LiquidCrystal_PCF8574.h. Вона розширює LiquidCrystal_I2C, тому проблем із її використанням не повинно бути.

Проблеми підключення i2c lcd дисплея

Якщо після завантаження скетча у вас не з'явиться жодного напису на дисплеї, спробуйте виконати такі дії.

По-перше, можна збільшити чи зменшити контрастність монітора. Часто символи просто не видно через режим контрастності та підсвічування.

Якщо це не допомогло, перевірте правильність підключення контактів, чи підключено живлення підсвічування. Якщо ви використовували окремий i2c перехідник, перевірте ще раз якість паяння контактів.

Іншою частою причиною відсутності тексту на екрані може стати неправильна i2c адреса. Спробуйте спочатку поміняти в скетчі адресу пристрою з 0x27 0x20 або 0x3F. У різних виробників можуть бути різні адреси за замовчуванням. Якщо це не допомогло, можете запустити скетч i2c сканера, який переглядає всі підключені пристрої та визначає їх адресу методом перебору. Приклад скетчу i2c сканера.

Якщо екран все ще залишиться неробочим, спробуйте відпаяти перехідник та підключити LCD звичайним чином.

Висновок

У цій статті ми розглянули основні питання використання LCD екрану у складних проектах Ардуїно, коли нам потрібно економити вільні піни на платі. Простий і недорогий перехідник i2c дозволить підключити LCD екран 1602, займаючи всього 2 аналогові піни. У багатьох ситуаціях це може бути дуже важливим. Плата за зручність – необхідність використання додаткового модуля – конвертера та бібліотеки. На наш погляд, зовсім не висока ціна за зручність і ми рекомендуємо використовувати цю можливість у проектах.

Опис бібліотеки Wire

Дана бібліотека дозволяє вам взаємодіяти з I2C/TWI пристроями. На платах Arduino з компонуванням R3 (розпинання 1.0) SDA (лінія даних) та SCL (лінія тактового сигналу) знаходяться на висновках біля виводу AREF. Arduino Due має два I2C/TWI інтерфейси: SDA1 і SCL1 знаходяться біля виводу AREF, а додаткові лінії знаходяться на висновках 20 та 21.

У таблиці нижче показано, де розташовані TWI висновки різних платах Arduino.

Починаючи з Arduino 1.0, ця бібліотека успадковує функції Stream, що робить її сумісною з іншими бібліотеками читання/запису. Через це send() та receive() були замінені на read() та write() .

Примітка

Існують 7- та 8-бітні версії адрес I2C. 7 бітів ідентифікують пристрій, а восьмий біт визначає, чи йде запис або читання. Бібліотека Wire використовує 7 бітові адреси. Якщо у вас є технічний опис або приклад коду, де використовується 8-бітна адреса, вам потрібно відкинути молодший біт (тобто зрушити значення на один біт праворуч), отримавши адресу від 0 до 127. Однак адреси від 0 до 7 не використовуються , оскільки зарезервовані, тому першою адресою, яка може бути використана, є 8. Зверніть увагу, що при підключенні висновків SDA/SCL необхідні резистори, що підтягують. Докладніше дивіться приклади. На платі MEGA 2560 є резистори, що підтягують, на висновках 20 і 21.

Опис методів

Wire.begin()

Ініціалізує бібліотеку Wire та підключається до шини I2C як ведучий (майстер) або ведений. Як правило, має викликатися лише один раз.

Синтаксис

Wire.begin(address)

Параметри

address: 7-бітна адреса веденого пристрою (необов'язково); якщо не заданий, плата підключається до шини як майстер.

Значення, що повертається

приклад

Приклади для керованого пристрою дивіться в прикладах до методів onReceive() та onRequest() . Приклади для провідного пристрою дивіться у прикладах до інших методів. .

Wire.requestFrom()

Використовується майстром для запиту байтів від керованого пристрою. Ці байти може бути отримано з допомогою методів available() і read() .

Якщо цей аргумент дорівнює true, то requestFrom() після запиту посилає повідомлення STOP, звільняючи шину I2C.

Якщо цей аргумент дорівнює false, то requestFrom() після запиту надсилає повідомлення RESTART. Шина не звільняється, що заважає іншому пристрої-майстру влізти між повідомленнями. Це дозволяє одному провідному пристрою посилати кілька запитів, доки він контролює шину.

Синтаксис

Wire.requestFrom(address, quantity)

Wire.requestFrom(address, quantity, stop)

Параметри

• address: 7-бітна адреса пристрою, у якого запитуються байти;
• quantity: кількість байтів, що запитуються;
• stop: boolean. true посилає повідомлення STOP після запиту. false посилає повідомлення RESTART після запиту, зберігаючи активне з'єднання.

byte: кількість байтів, повернутих від веденого пристрою.

приклад

Wire.beginTransmission()

Починає передачу на ведений I2C пристрій із заданою адресою. Після нього послідовність байтів передачі ставиться у чергу з допомогою функції write() , та його передача з допомогою виклику endTransmission() .

Синтаксис

Wire.beginTransmission(address)

Параметри

address: 7-бітна адреса пристрою, на яку необхідно передати дані.

Значення, що повертається

приклад

Wire.endTransmission()

Завершує передачу на ведений пристрій, яка була розпочата методом beginTransmission() і передає байти, які були поставлені в чергу методом write().

Для сумісності з певними пристроями I2C, починаючи з Arduino 1.0.1, requestFrom() приймає аргумент логічного типу даних, що змінює його поведінку.

Якщо цей аргумент дорівнює true, то requestFrom() після передачі посилає повідомлення STOP, звільняючи шину I2C.

Якщо цей аргумент дорівнює false, то requestFrom() після передачі посилає повідомлення RESTART. Шина не звільняється, що заважає іншому пристрої-майстру влізти між повідомленнями. Це дозволяє одному провідному пристрою посилати кілька передач, доки він контролює шину.

За умовчанням цей аргумент дорівнює true.

Синтаксис

Wire.endTransmission()

Wire.endTransmission(stop)

Параметри

stop: boolean. true посилає повідомлення STOP після передачі. false посилає повідомлення RESTART після передачі, зберігаючи активне з'єднання.

Значення, що повертається

byte , який вказує на стан передачі:

• 0: успіх;
• 1: дані надто довгі для заповнення буфера передачі;
• 2: прийнятий NACK під час передачі адреси;
• 3: прийнятий NACK під час передачі даних;
• 4: решта помилок.

Дивіться приклад до методу write().

Wire.write()

Записує дані від веденого пристрою у відповідь на запит від провідного пристрою, або ставить у чергу байти для передачі від майстра до веденого пристрою (між викликами beginTransmission() та endTransmission()).

Синтаксис

Wire.write(value)

Wire.write(string)

Wire.write(data, length)

Параметри

• value: значення передачі, один байт.
• string: рядок передачі, послідовність байтів.
• data: масив даних передачі, байти.
• length: кількість байтів передачі.

byte: write() повертає кількість записаних байтів, хоча читання цієї кількості не обов'язково.

Приклад #include byte val = 0; void setup() ( Wire.begin(); // підключитися до шини i2c ) void loop() ( Wire.beginTransmission(44); // передача на пристрій #44 (0x2c) // адресу пристрою заданий у технічному описі Wire. write(val); // відправити байт значення Wire.endTransmission(); // зупинити передачу val++; // збільшити значення if(val == 64) // якщо сягнули 64-го значення (max) ( val = 0; // почати з початку) delay (500);

Wire.available()

Повертає кількість байтів, доступних отримання за допомогою read() . Цей метод повинен викликатись на провідному пристрої після виклику requestFrom() або на веденому пристрої всередині обробника onReceive() .

Синтаксис

Wire.available()

Параметри

Значення, що повертається

Кількість байт, доступних для читання.

приклад

Дивіться приклад до методу read().

Wire.read()

Зчитує байт, який був переданий від веденого пристрою до ведучого після виклику requestFrom() , або який був переданий від провідного пристрою до веденого.

Синтаксис

Параметри

Значення, що повертається

byte: черговий байт прийнятий.

Приклад #include byte val = 0; void setup() ( Wire.begin(); // підключитися до шини i2c (адреса для майстра не обов'язковий) Serial.begin(9600); // налаштувати послідовний порт для виведення ) void loop() ( Wire.requestFrom(2, 6);// запитати 6 байтів від веденого пристрою #2 while(Wire.available()) // ведений пристрій може надіслати менше, ніж запрошено (char c = Wire.read(); // прийняти байт як символ Serial.print (c); // надрукувати символ ) delay(500);

Wire.setClock()

Змінює тактову частоту зв'язку по шині I2C. У ведених I2C пристроїв немає мінімальної робочої тактової частоти, проте зазвичай використовується 100 кГц.

Синтаксис

Wire.setClock(clockFrequency)

Параметри

clockFrequency: значення частоти (в герцах) тактового сигналу. Приймаються значення 100000 (стандартний режим) та 400000 (швидкий режим). Деякі процесори також підтримують 10000 (низькошвидкісний режим), 1000000 (швидкий режим плюс) та 3400000 (високошвидкісний режим). Щоб переконатися, що необхідний режим підтримується, зверніться до документації на конкретний процесор.

Значення, що повертається

Wire.onReceive()

Реєструє функцію, яка буде викликатися, коли керований пристрій приймає передачу від майстра.

Синтаксис

Wire.onReceive(handler)

Параметри

handler: функція, яка повинна буде викликатись, коли ведений пристрій приймає дані; вона повинна приймати один параметр int (кількість байтів, прочитаних від майстра) і нічого не повертати, тобто:

void myHandler(int numBytes)

Значення, що повертається

приклад

#include void setup() ( Wire.begin(8); // підключитися до i2c шини з адресою #8 Wire.onReceive(receiveEvent); // зареєструвати обробник події Serial.begin(9600); // налаштувати послідовний порт для виведення ) void loop() ( delay(100); ) // функція, яка буде виконуватися щоразу, коли від майстра приймаються дані // дана функція реєструється як обробник події, дивіться setup() void receiveEvent(int howMany) ( while (1< Wire.available()) // пройтись по всем до последнего { char c = Wire.read(); // принять байт как символ Serial.print(c); // напечатать символ } int x = Wire.read(); // принять байт как целое число Serial.println(x); // напечатать число }

Wire.onRequest()

Реєструє функцію, яка буде викликатись, коли майстер запитує дані від веденого пристрою.

Синтаксис

Wire.onRequest(handler)

Параметри

handler: функція, яка повинна буде викликатись, вона не приймає параметрів і нічого не повертає, тобто:

void myHandler()

Значення, що повертається

приклад

Код для плати Arduino, що працює як ведений пристрій:

#include void setup() ( Wire.begin(8); // підключитися до i2c шини з адресою #8 Wire.onRequest(requestEvent); // зареєструвати обробник події ) void loop() ( delay(100); ) // функція, яка буде виконуватися щоразу, коли майстром будуть // запитані дані // дана функція реєструється як обробник події, дивіться setup() void requestEvent() ( Wire.write("hello "); // відповісти повідомленням )