ЖК-дисплей (LCD)

В этом разделе мы будем использовать символьные ЖК-дисплеи (LCD, Liquid Crystal Display) на основе совместимого с Hitachi HD44780 контроллера. Такие дисплеи можно увидеть в принтерах, цифровых часах, микроволновках, стиральных машинах, кондиционерах и других бытовых приборах. Они также используются в копировальных аппаратах, факсах и маршрутизаторах.

Такой дисплей может выводить ASCII-символы и до 8 пользовательских символов.

Варианты

Бывают разные варианты, например 16x2 (16 столбцов, 2 строки) и 20x4 (20 столбцов, 4 строки), а также отличающиеся цветом подсветки (синяя, жёлтая или зелёная). У моего дисплея белые символы на синей подсветке. Однако можно выбрать любой вариант, это почти не повлияет на код. У большинства таких вариантов 16 выводов.

Варианты с I2C

Некоторые варианты оснащены адаптером-переходником I2C, поэтому для связи можно использовать I2C. Главное преимущество варианта с I2C — меньшее количество соединений. Мы будем использовать ЖК-дисплей с адаптером I2C.

Если вас интересуют ЖК-дисплеи с параллельным интерфейсом, см. раздел о LCD в версии этой книги для Pico. Однако имейте в виду, что параллельный интерфейс требует больше выводов GPIO (зато такие дисплеи дешевле).

Поэтому при покупке ЖК-модуля убедитесь, что у него всего четыре вывода и есть адаптер I2C, как показано на изображении.

Аппаратные требования

Нам понадобится ЖК-дисплей LCD1602. Рекомендуется модуль 16x2 с адаптером I2C, чтобы вы могли следовать инструкциям без изменений, хотя дисплеи других размеров работают так же.

Преобразователь уровней

Выводы GPIO ESP32 допускают напряжение до 3,6 В, а это значит, что они небезопасны при сигналах 5 В. Подача более высокого напряжения, например 5 В, на эти выводы может повредить плату. Многие LCD1602 с адаптером I2C рассчитаны на работу от 5 В, и при прямом подключении к ESP32 возникает несогласованность напряжений.

Чтобы безопасно соединить ESP32 и ЖК-дисплей, нужно устранить эту разницу напряжений. Для этого используется преобразователь уровней. Двунаправленный преобразователь логических уровней для I2C позволяет устройствам на 3,3 В и 5 В безопасно обмениваться данными и защищает выводы GPIO ESP32. Такие модули недороги и часто продаются под названием «4 Channel (I2C) 3.3V-5V Bi-Directional Logic Level Converter».

Кроме того, можно питать ЖК-дисплей напряжением 3,3 В. Это решает проблему напряжения, но подсветка и контраст дисплея будут заметно тусклее.

Даташиты

• Даташит HD44780 можно найти на Sparkfun или на сайте MIT
• LCD Driver Data Book
• Даташит модуля LCD 1602A