وحدة عرض LCD بحجم 16x2 هي شاشة نصية بسيطة لعرض المعلومات القصيرة في الدوائر الإلكترونية. يمكنه عرض القيم والرسائل وتسميات القوائم وحالة النظام دون الحاجة إلى شاشة رسومية. يعمل مع الأسلاك المتوازية أو I2C وهو شائع في مشاريع الأردوينو، العدادات، المؤقتات، ولوحات التحكم. توفر هذه المقالة معلومات حول الأسلاك والتشغيل والإعداد.
ما هي وحدة شاشة LCD بحجم 16x2؟
وحدة عرض LCD بحجم 16x2 هي شاشة نصية تستخدم لعرض المعلومات القصيرة في الدوائر الإلكترونية. لم يصمم للرسومات الكاملة مثل شاشات OLED أو TFT. بدلا من ذلك، هو الأفضل للحصول على معلومات بسيطة مثل قراءات الجهد، قيم درجات الحرارة، بيانات المؤقت، رسائل النظام، وتسميات القوائم.
يتكون كل حرف باستخدام مصفوفة نقاط صغيرة، عادة 5x8 نقاط. نظرا لبساطة الشاشة وميسورة التكلفة والدعم، تظل خيارا شائعا للإلكترونيات ولوحات التحكم والأنظمة المدمجة التي تعمل بنفسك.
مواصفات وحدة عرض LCD بحجم 16x2
| المواصفات | القيمة |
|---|---|
| تنسيق العرض | 16 حرفا × سطرين |
| مصفوفة الشخصيات | 5 × 8 نقاط |
| إجمالي البكسلات | 1280 بكسل (32 حرفا × 40 بكسل لكل منها) |
| وحدة التحكم المتكاملة | HD44780U أو متوافق |
| جهد التشغيل | 5 فولت تيار مستمر |
| التيار التشغيلي | 1-3 مللي أمبير (بدون إضاءة خلفية) |
| تيار الإضاءة الخلفية | 120-200 مللي أمبير |
| درجة حرارة التشغيل | من 0°C إلى +50°C |
| أنماط الاتصال | التوازي 4-بت أو 8-بت |
| إجمالي الدبابيس | 16 دبوسة |
وظائف منفذ الدبابيس والدبابيس بشاشة LCD 16x2
| الأب. لا | رقم الدبوس. | الاسم الدبوس | نوع الدبوس | وصف التعريف الشخصي | اتصال التثبيت |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | الدبوس 1 | الملعب | دبوس المصدر | هذا هو دبوس تأريضي في شاشة LCD | متصل بأرضية وحدة التحكم السينمائي / مصدر الطاقة |
| 2 | الدبوس 2 | VCC | دبوس المصدر | هذا هو دبوس جهد التغذية في شاشة LCD | متصل بدبوس مصدر الطاقة |
| 3 | الدبوس 3 | V0/VEE | دبوس التحكم | يضبط تباين شاشة LCD. | متصل بجهاز POT متغير يمكنه الحصول من 0 إلى 5 فولت |
| 4 | الدبوس 4 | سجل اختر | دبوس التحكم | تبديل بين الأوامر/سجل البيانات | متصلا بدبوس وحدة تحكم مارفل وحصل على 0 أو 1. |
| 0 -> وضع الأوامر | |||||
| وضع البيانات 1-> | |||||
| 5 | الدبوس 5 | قراءة/كتابة | دبوس التحكم | تبديل شاشة LCD بين عمليات القراءة/الكتابة | متصلا بدبوس وحدة تحكم مارفل وحصل على 0 أو 1. |
| 0 -> عملية كتابة | |||||
| 1-> اقرأ العملية | |||||
| 6 | الرقم 6 | تمكين | دبوس التحكم | يجب أن يكون عاليا لأداء عملية القراءة/الكتابة | متصل بعالم مارفل السينمائي ودائما ما كان ممسكا بمكانة عالية. |
| 7 | التثبيت 7-14 | بتات البيانات (0-7) | دبوس البيانات/الأوامر | تستخدم الدبابيس لإرسال الأوامر أو البيانات إلى شاشة LCD. | في وضع 4-أسلاك |
| فقط 4 دبابيس (0-3) متصلة بوحدة مارفل السينمائية | |||||
| في وضع 8-أسلاك | |||||
| جميع الدبابيس الثمانية (0-7) متصلة ب MCU | |||||
| 8 | التثبيت 15 | LED إيجابي | دبوس LED | تشغيل عادي يشبه LED لإضاءة شاشة LCD | متصل ب +5V |
| 9 | التثبيت 16 | LED سالب | دبوس LED | تشغيل عادي يشبه LED لإضاءة شاشة LCD المتصلة ب GND. | متصل بالأرض |
كيف تعمل شاشة LCD بحجم 16x2؟
تستقبل شاشة LCD بحجم 16x2 الأوامر وبيانات الأحرف من متحكم دقيق. تتحكم الأوامر في إجراءات مثل مسح الشاشة، تحريك المؤشر، وتشغيل أو إيقاف الشاشة. بيانات الأحرف تخبر شاشة LCD بالحروف أو الأرقام أو الرموز التي يجب عرضها.
يحدد دبوس RS ما إذا كانت الإشارة الواردة أمرا أو بيانات عرض. تمكن دبوس E من النقل. تحمل دبابيس البيانات المعلومات الفعلية. ثم تضع وحدة تحكم LCD الأحرف في الموضع الصحيح للعرض.
أوضاع توصيل LCD بحجم 16x2: 4-بت، 8-بت، وi2C
| الوضع | الدبابيس المستخدمة للبيانات | الميزة الرئيسية | القيود | الأفضل ل |
|---|---|---|---|---|
| وضع 4-بت | D4، D5، D6، D7 | حفظ دبابيس GPIO | أبطأ قليلا من وضع 8-بت | مشاريع أردوينو، قوائم بسيطة، شاشات حساسات |
| وضع 8-بت | من D0 إلى D7 | إرسال بايت كامل دفعة واحدة | يستخدم المزيد من دبابيس GPIO | أنظمة أو تصاميم قديمة تحتوي على العديد من الدبابيس الحرة |
| وضع I2C | SDA و SCL | يقلل من الأسلاك | يحتاج إلى عنوان ومكتبة صحيحة | المشاريع المدمجة والأسلاك الأنظف |
كيف يمكن توصيل شاشة LCD بحجم 16x2 إلى أردوينو؟
يستخدم أكثر اتصال أردوينو شيوعا وضع 4-بت. تستخدم هذه الطريقة أربعة دبابيس بيانات LCD وعدد قليل من دبابيس التحكم.
| دبوس LCD | الاتصال بالأردوينو | الغرض |
|---|---|---|
| VSS | GND | الملعب |
| VDD | 5V | طاقة LCD |
| V0 / VEE | الدبوس الأوسط للبوتنشيومتر | التحكم في التباين |
| RS | دبوس أردوينو الرقمي | يختار الأمر أو البيانات |
| RW | GND | وضع الكتابة |
| E | دبوس أردوينو الرقمي | تمكين الإشارة |
| D4-D7 | دبابيس أردوينو الرقمية | نقل البيانات |
| A / LED+ | مقاومة 5V عبر المقاومة، إذا لزم الأمر | الإضاءة الخلفية إيجابية |
| K / LED- | GND | الإضاءة الخلفية السلبية |
نموذج رمز الأردوينو
#include
RS، E، D4، D5، D6، D7
LiquidCrystal LCD (12، 11، 5، 4، 3، 2)؛
إعداد الفراغ() {
lcd.begin(16، 2)؛
lcd.print ("جاهز 16x2 LCD جاهز");
lcd.setCursor(0, 1)؛
lcd.print ("مرحبا بالعالم");
}
حلقة الفراغ() {
}
يقوم هذا الرمز بتهيئة شاشة LCD ويطبع النص في كلا الصفين.
كيف تستخدم شاشة LCD بحجم 16x2 مع وحدة I2C؟
شاشة I2C 16x2 LCD تحتوي على لوحة ظهر صغيرة متصلة بالشاشة. تقوم هذه اللوحة بتحويل الواجهة المتوازية العادية إلى واجهة اتصال ذات سلكين باستخدام SDA وSCL.
نسخة I2C مفيدة عندما يكون المشروع يحتوي على دبابيس دقيقة للمتحكمات الدقيقة أو يحتاج إلى أسلاك أنظف. يحتاج فقط إلى VCC وGND وSDA وSCL.
مثال أساسي على كود LCD I2C
#include
#include
عناوين I2C الشائعة: 0x27 أو 0x3F
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27، 16، 2)؛
إعداد الفراغ() {
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0, 0)؛
lcd.print ("I2C LCD Ready");
lcd.setCursor(0, 1)؛
lcd.print ("العنوان: 0x27");
}
حلقة الفراغ() {
}
إذا لم تستجب الشاشة، استخدم ماسح I2C للعثور على العنوان الصحيح.
شاشة LCD متوازية 16x2 مقابل I2C 16x2 LCD
| ميزة | شاشة LCD متوازية 16x2 | شاشة I2C 16x2 LCD |
|---|---|---|
| الأسلاك | يستخدم المزيد من الأسلاك | يستخدم أسلاكا أقل |
| استخدام GPIO | أعلى | أقل |
| إعداد الشيفرة | يستخدم تعيين الدبابيس المباشرة | يستخدم عنوان I2C |
| استكشاف الأخطاء والتركيز | ترتيب الدبابيس، RS، E، خطوط البيانات | العنوان، SDA/SCL، المكتبة |
| القيمة التعليمية | أفضل لفهم إشارات LCD | أفضل لبناء المشاريع بسرعة |
| التكلفة | أرخص | عادة أعلى قليلا |
| أفضل استخدام | التحكم المباشر والتعلم | الأسلاك المدمجة ومشاريع GPIO المحدودة |
مشاكل شاشات LCD 16x2 الشائعة واستكشاف الأخطاء
| المشكلة | السبب المحتمل | الحل |
|---|---|---|
| يضيء الإضاءة الخلفية، لكن لا يظهر أي نص | تباين خاطئ أو فشل في التهيئة | ضبط التباين وتحقق من الرمز |
| تظهر الصناديق السوداء | شاشة LCD لديها طاقة لكنها غير مهيأة | تحقق من RS، E، دبابيس البيانات، وإعداد المكتبة |
| تظهر شخصيات عشوائية | الأسلاك المرتخية أو تعيين الدبوس بشكل خاطئ | إعادة فحص الأسلاك وترتيب الرمز السري |
| لا يوجد إضاءة خلفية | دبابيس التكييف معكوسة أو بدون مصدر إضاءة خلفية | تحقق من LED+ و LED - الأسلاك |
| شاشة I2C LCD لم تكتشف | عنوان خاطئ أو مشكلة SDA/SCL | شغل ماسح I2C |
| النص باهت جدا | تباين ضعيف أو جهد تغذية ضعيف | اضبط V0 وتحقق من الطاقة |
| وميض الشاشة | طاقة غير مستقرة أو تكرار مسح الشاشة | استخدم الطاقة المستقرة وقلل من تكرار مكالمات Clear() |
| أعمال العرض أحيانا | اتصال خشب اللوحة المرتخية أو وصلة اللحام الضعيفة | تأمين الأسلاك وفحص اللحام |
أوامر شاشة LCD 16x2 وأحرف مخصصة
تدعم شاشة LCD بحجم 16x2 أوامر للتحكم في موقع المؤشر، ومسح الشاشة، وحركة النص، والأحرف المخصصة. يتم تخزين الأحرف المخصصة في CGRAM ويمكن استخدامها لأيقونات صغيرة مثل رموز البطارية، الأسهم، علامات الدرجات، أشرطة الإشارة، أو كتل التقدم.
مثال بسيط على شخصية مخصصة
#include
LiquidCrystal LCD (12، 11، 5، 4، 3، 2)؛
بايت: batteryIcon[8] = {
B01110،
B11011،
B10001،
B10001،
B11111،
B11111،
B11111،
B00000
};
إعداد الفراغ() {
lcd.begin(16، 2)؛
lcd.createChar(0, batteryIcon);
lcd.setCursor(0, 0)؛
lcd.print ("البطارية: ");
lcd.write(بايت(0));
}
حلقة الفراغ() {
}
تجعل الأحرف المخصصة العرض أكثر فائدة لواجهات المستخدم البسيطة دون الحاجة إلى شاشة رسومية.
شاشة LCD 16x2 مقابل شاشات OLED وTFT و7 مقاطع وشاشات تسلسلية
| نوع العرض | الأفضل ل | الميزة | القيود |
|---|---|---|---|
| شاشة LCD 16x2 | الرسائل النصية، الأرقام، ورسائل الحالة | تكلفة منخفضة وسهلة الاستخدام | لا توجد رسومات كاملة |
| شاشة I2C 16x2 LCD | عرض نص مع أسلاك أقل | الأسلاك البسيطة | يحتاج إلى العنوان والمكتبة الصحيحين |
| شاشة OLED | نصوص حادة ورسومات صغيرة | تباين عالي وحجم مضغوط | مساحة عرض أصغر في العديد من الوحدات |
| شاشة TFT | واجهة الألوان والرسومات | يدعم الصور والألوان | الشيفرة والأسلاك الأكثر تعقيدا |
| عرض من 7 مقاطع | القيم الرقمية | سهل جدا قراءة الأرقام | ضعيف في النصوص |
| LCD التسلسلي | الاتصال البسيط باستخدام المتحكم الدقيق | التحكم السهل | غالبا ما تكون أغلى |
الأسئلة الشائعة [الأسئلة الشائعة]
Q1. متى يجب أن أستخدم شاشة LCD متوازية بدلا من شاشة I2C؟
استخدم شاشة LCD متوازية عندما تريد تعلم التحكم المباشر في LCD. استخدم شاشة I2C LCD عندما تحتاج إلى أسلاك أقل وتريد أسلاكا أنظف.
Q2. لماذا تظهر الصناديق السوداء على شاشة LCD؟
الصناديق السوداء تعني أن شاشة LCD لديها طاقة لكنها غير مهيئة بشكل صحيح. تحقق من الكود، إعداد المكتبة، وتوصيلات الأسلاك.
Q3. ماذا يفعل دبوس RS؟
يحدد دبوس RS ما إذا كانت شاشة LCD تستقبل أمرا أو بيانات عرض. يساعد شاشة LCD على معرفة ما إذا كان يجب التحكم في الشاشة أو عرض الشخصيات.
Q4. لماذا غالبا ما يكون دبوس الجناح الأيسر متصلا بالأرض؟
معظم المشاريع تكتب البيانات فقط إلى شاشة LCD، لذا يتم توصيل RW بالأرض للحفاظ على وضعها في وضع الكتابة. وهذا يوفر أيضا دبوس واحد في المتحكم الدقيق.
Q5. لماذا تحتاج إلى ماسح I2C؟
يساعد ماسح I2C في العثور على عنوان LCD الصحيح، مثل 0x27 أو 0x3F. إذا كان العنوان خاطئا، قد لا تستجيب الشاشة.
