i2clcd适配模块简介

在这篇文章中，我们将看一看基于“I2C”或“IIC”或“I square C”的LCD适配器模块，它将把Arduino和LCD显示器之间的接线减少到只有两条线，还可以为其他传感器/驱动器等节省成吨的GPIO引脚。

在讨论I2C LCD适配器模块之前，了解I2C总线是什么以及它如何工作是很重要的。

但无论如何，您不需要是I2C协议专家，就可以使用上述液晶适配器。

I2C连接示意图：

I2C或IIC代表“内部集成电路”，是由飞利浦半导体(今天称为NXP半导体)发明的串行计算机总线。这个公交系统是1982年发明的。

公共汽车是什么?

总线是一组将数据从一个芯片传输到另一个芯片/电路板到另一个电路板的电缆/电线。

I2C总线协议的主要优点是，受支持的微控制器或传感器或芯片可以仅通过两根导线互连。该协议的惊人优势在于，我们可以将127个不同的芯片或传感器/驱动器互连到一个主设备上，而主设备通常是一个微控制器，只需2根导线。

两条I2C导线是什么？

这两条线是SDA和SCL，分别是串行数据和串行时钟。

串行时钟或SCL用于通过I2C总线同步数据通信。SDA或串行数据是实际数据从主设备传输到从设备的数据线，反之亦然。主设备控制串行时钟，并决定需要与哪个从设备通信。没有从设备可以首先启动通信，只有主设备可以。

串行数据线是双向和健壮的，每发送一组8位数据后，接收设备发送回一个确认位。

I2C协议有多快?

1982年开发的I2C协议的原始版本支持100kbps。下一个版本于1992年标准化，支持400Kbps（快速模式），最多支持1008个设备。下一个版本是1998年开发的，速度为3.4 Mbps（高速模式）。

其他几个I2C版本在2000年、2007年和2012年开发(5Mbps Ultra-Fast模式)，最新版本的I2C是在2014年开发的。

为什么在I2C总线上使用上拉电阻?

SDA和SCL为“开漏”，这意味着两条线路都可以变低，但不能驱动线路变高，因此每条线路上都连接了一个上拉电阻器。

但对于大多数I2C模块，如LCD或RTC，都内置了上拉电阻器，所以除非另有规定，否则我们不需要连接上拉电阻器。

上拉/下拉电阻:上拉电阻是一个连接到电源的+Ve线的电阻，如果线不高也不低，则保持线的逻辑电平高。

下拉电阻器是连接到电源–Ve线的电阻器，用于在线路既不高也不低的情况下将线路的逻辑电平保持在低电平。

这也可以防止噪音进入管路。

我们希望我们触及了I2C协议的表面，如果您需要有关I2C协议的更多信息，请登录

YouTube和谷歌。

现在让我们看一下I2C LCD模块：

LCD显示有16个输出引脚，可以直接焊接到16 × 2 LCD模块的背面。

输入引脚为+5V、GND、SDA和SCL。Arduino Uno上的SDA和SCL引脚分别为引脚A4和A5。对于Arduino mega，SDA为插脚20，SCL为插脚21。

让我们比较一下在没有I2C适配器和有适配器的情况下将LCD连接到Arduino时的外观。

没有I2C适配器：

I2C适配器:

适配器是焊接在LCD显示屏的背面，我们可以看到，我们为其他任务节省了GPIO引脚的负载，而且我们还可以继续添加126个更多的I2C设备到引脚A4和A5。

请注意，标准液晶库不能与此I2C LCD适配器配合使用，有一个专门用于此的库，稍后将介绍，我们将通过编码示例向您展示如何使用此模块。

如何将I2C适配器连接到16 x 2显示器

在文章的上述部分中，我们学习了I2C协议的基础知识，并对I2C LCD适配器模块进行了基本概述。在这篇文章中，我们将学习如何将I2C LCD适配器模块连接到16 x 2 LCD显示器，我们将通过一个示例来了解如何编程。

I2C协议的主要优点是我们可以用两条线连接所支持的传感器/输入/输出设备，而且Arduino有有限的GPIO引脚，这对它很有帮助。

现在让我们看看如何连接模块到LCD。

该模块有16个输出引脚和4个输入引脚。我们只需将适配器焊接到16 x 2 LCD显示屏的背面即可。在4个输入引脚中，两个为+5V和GND，其余两个为SDA和SCL。

我们可以看到，我们在Arduino上为其他输入/输出任务保存了很多引脚。

我们可以通过使用小螺丝刀（红色框中突出显示）调整电位计来调整显示器的对比度。

背光现在可以在程序代码本身控制:

lcd.backlight ();

这将打开LCD显示屏上的背光。

noBacklight（）；

这将关闭LCD显示屏上的背光。

我们可以看到有一个跳线连接，它在红色框中突出显示，如果跳线被移除，无论程序命令如何，背光都保持关闭。

现在硬件设置完成了，现在让我们看看如何编码。请记住，I2C LCD模块需要特殊的

库和预安装的“liquidcrystal”库无法工作。

您可以从此处下载I2C LCD库并添加到Arduino IDE：

github.com/marcoschwartz/liquidcystal_I2C

从上一篇文章中，我们了解到I2C设备具有主控器或微控制器可以识别设备并进行通信的地址。

在大多数情况下，对于I2C LCD模块，地址将是“0x27”。但是不同的厂家可能有不同的地址。我们必须在程序中输入正确的地址，你的液晶显示器才会正常工作。

地址只需将Arduino的5V连接到Vcc, GND连接到GND, I2C模块的SCL引脚连接到A5, SDA连接到A4，并上传以下代码即可。

这将扫描连接的I2C设备并显示其地址。

// -------------------------------- //
#包括
无效设置（）
｛
Wire.begin（）；
Serial.begin (9600);
而（！串行）；
以 ("-----------------------");
Serial.println（“I2C设备扫描仪”）；
以 ("-----------------------");
｝
无效循环()
｛
字节错误；
字节地址；
int设备；
Serial.println（“扫描…”）；
设备= 0;
For (address = 1;地址< 127;地址+ +)
｛
Wire.beginTransmission(地址);
错误=Wire.endTransmission（）；
如果（错误==0）
｛
串行打印（“在地址0x处找到I2C设备”）；
If (address < 16)
｛
并同时(“0”);
｝
串行打印（地址，十六进制）；
系列。println(“!”);
设备++；
｝
else if（错误==4）
｛
串行打印（“地址0x处的未知错误”）；
If (address < 16)
并同时(“0”);
Serial.println（地址，十六进制）；
｝
｝
if(设备== 0)
｛
系列。println("没有找到I2C设备\n");
｝
其他的
｛
Serial.println（“--------------完成----------------”）；
以(" ");
｝
延迟(5000);
｝
// -------------------------------- //

上传代码并打开串行监视器。

如我们所见，检测到了两个设备，并显示了它们的地址，但是如果您只想找到I2C LCD模块的地址，则在扫描时不应连接任何其他I2C设备。
最后我们得到了地址“0x27”。

现在我们将制作一个数字手表作为例子，因为有两个I2C设备，LCD模块和RTC或实时时钟模块。两个模块将通过两根电线连接。

下载以下库：
RTC库：github.com/PaulStoffregen/DS1307RTC
TimeLib.h:github.com/PaulStoffregen/Time

如何设置RTC的时间

•打开Arduino IDE，导航到文件> Example > DS1307RTC > set time。
•上传完整硬件的代码，打开串行监视器，即可完成。

电路图：

计划:

//------------ 项目由R.Girish——/ /
#包括
#包括
# include < TimeLib.h >
# include < DS1307RTC.h >
液晶I2C液晶显示器（0x27,16,2）；
无效设置（）
｛
lcd.init（）；
lcd.backlight ();
｝
无效循环()
｛
TMU\t tm；
lcd.clear（）；
如果（实时读取（tm））
｛
如果（tm.Hour>=12）
｛
液晶显示器。setCursor (0);
lcd.打印（“PM”）；
｝
如果(tm)。小时< 12)
｛
液晶显示器。setCursor (0);
lcd.打印（“AM”）；
｝
lcd.setCursor（0,0）；
lcd.print（“时间：”）；
如果（标准小时>12）
｛
如果（tm.Hour==13）lcd.print（“01”）；
如果(tm)。小时== 14)lcd.print("02");
如果(tm)。小时== 15)lcd.print("03");
如果（tm.Hour==16）lcd.print（“04”）；
如果(tm)。小时== 17)lcd.print("05");
如果(tm)。小时== 18)lcd.print("06");
如果(tm)。小时== 19)lcd.print("07");
如果（tm.Hour==20）lcd.打印（“08”）；
如果（tm.Hour==21）lcd.print（“09”）；
如果（tm.Hour==22）lcd.print（“10”）；
如果(tm)。小时== 23)lcd.print("11");
｝
其他的
｛
lcd.打印（tm.小时）；
｝
lcd.print(“:”);
lcd.print (tm.Minute);
lcd.print(“:”);
lcd.print (tm.Second);
lcd.setCursor（0,1）；
lcd.打印（“日期：”）；
lcd.打印（tm.日）；
lcd.print(“/”);
lcd.打印（tm.月）；
lcd.print(“/”);
lcd.print（tmYearToCalendar（tm.Year））；
其他}{
if（RTC.chipresent（））
｛
lcd.setCursor（0,0）；
液晶显示器。打印(“RTC停止! !”);
lcd.setCursor（0,1）；
液晶显示器。打印(“运行设置系统时间代码”);
其他}{
lcd.clear（）；
lcd.setCursor（0,0）；
lcd.print（“读取错误！”）；
lcd.setCursor（0,1）；
lcd.打印（“检查电路！”）；
｝
｝
延迟（1000）；
｝
//------------ 项目由R.Girish——/ /

注意:

液晶I2C液晶显示器（0x27,16,2）；

“0x27”是我们通过扫描找到的地址，16和2是LCD显示屏上的行数和列数。

对于RTC，我们不需要找到地址，但我们在扫描“0x68”时找到了，但无论如何，RTC库将处理它。

现在，让我们看看我们在Arduino上减少了多少导线阻塞并节省了多少GPIO引脚。

只有4根电线连接到LCD显示屏，红色框中突出显示。

此外，Arduino仅连接了4根导线，RTC模块共享相同的线路。

至此，您已经掌握了I2C的基本知识，以及如何使用I2C LCD适配器模块。
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