将16×2 LCD与Raspberry Pi接口

在Raspberry Pi系列的上一个项目中，我向您展示了如何使用Raspberry Pi和Python程序眨眼。在该系列中展开，在这个项目中，我将向您展示与Raspberry Pi的16×2 LCD接口。

在此项目中，您可以看到将16×2 LCD与Raspberry Pi（例如电路图，组件，工作，Python程序和代码的说明）接口的所有步骤。

即使Raspberry Pi计算机能够执行许多任务，但它也没有显示在简单项目中的显示。16×2字母数字字符LCD显示是一种非常重要的显示类型，用于显示一些基本和重要信息。

Raspberry Pi和16×2 LCD显示屏的组合可以使用许多项目和应用。

在将16×2 LCD与Raspberry Pi接口之前，您需要了解如何以无头的方式设置覆盆子Pi（没有监视器和键盘）。

关于16×2 LCD的简短说明

16×2 LCD是业余爱好者，学生甚至电子专业人员中最受欢迎的显示模块之一。它支持每行16个字符，并有两个这样的行。市场上几乎所有16×2 LCD显示模块都基于日立的HD44780 LCD控制器。

通常，16×2 LCD模块由16个引脚组成。下表显示了16×2 LCD显示模块的引脚描述。

引脚号	姓名	功能
1	VSS	gnd
2	VDD	+5V
3	vo	对比度调整引脚
4	卢比	0时命令寄存器;和数据注册1时
5	r/w	0写；1读
6	e	当给出高低脉冲时，将数据发送到数据引脚
7	DB0	数据别针
8	DB1	数据别针
9	DB2	数据别针
10	DB3	数据别针
11	DB4	数据别针
12	DB5	数据别针
13	DB6	数据别针
14	DB7	数据别针
15	一个	LED背光（+5V）
16	k	LED背光（GND）

16×2 LCD与Raspberry Pi接口的电路图

上表中的引脚描述显示16×2 LCD具有8个数据引脚。使用这些数据引脚，我们可以在8 - 位模式或4位模式下配置16×2 LCD。我将显示两个模式的电路图。

油条电路

在8 - 位模式下，所有8个数据引脚即D0到D7用于传输数据。这种类型的连接需要在Raspberry Pi上更多的引脚。因此，我们选择了4-1位LCD模式。电路图（带有油条零件）如下所示。

电路原理图

下图显示了该项目的特征电路的接线图，即4 - 位模式下的LCD。在此模式下，仅使用4个数据引脚即D4到D7的LCD。

笔记：在这个项目中，我们使用了16×2 LCD显示屏的4个位模式。此处解释的Python代码也与此配置有关。如果在8 - 位模式下配置电路，则需要在Python程序中进行一些修改。

需要组件

• Raspberry Pi 3型B（任何覆盆子PI）
• 16 x 2 LCD模块
• 10kΩ电位器
• 迷你面包板
• 连接电线（跳线）
• 5V - 2A电源
• 其他（计算机，以太网电缆等）

电路设计

将16×2 LCD与Raspberry Pi接口的电路设计非常简单。首先，将LCD的引脚1和16连接到GND，并将销钉2和15至5V电源连接起来。

然后将10kΩ电位器连接到LCD的引脚3，这是对比度调节引脚。LCD的三个控制引脚即RS（引脚4），RW（引脚5）和E（引脚6）连接到GPIO引脚7（物理引脚26），GND和GPIO引脚8（物理引脚24）。

笔记：使用BCM编号方案表示Raspberry Pi引脚的编号。

现在，LCD的数据引脚。由于我们以4 - 位模式配置LCD，因此我们只需要4个数据引脚（D4至D7）。LCD的D4连接到GPIO25（物理引脚22），D5与GPIO24（物理引脚18），D6与GPIO24（物理引脚16）和D7与GPIO18（物理引脚12）。

Python与Raspberry Pi接口16×2 LCD的接口程序

项目的工作和代码解释

如何操作该项目？

将16×2 LCD与Raspberry Pi接口的项目的工作非常简单。根据电路图进行连接后，使用窗户中的putty这样的SSH客户端登录到Raspberry Pi。

另外，您可以使用任何VNC查看器软件，例如RealVNC。（注意：我使用了RealVNC软件来访问我的个人计算机上的Raspberry Pi的桌面）。

我在Raspberry Pi的桌面上创建了一个名为“ Python_progs”的文件夹。因此，我将保存我的Python程序，用于将16 x 2 LCD与Raspberry Pi接口。

使用终端中的“ CD”命令，更改为此目录。之后，使用终端中的以下命令打开一个带有名称“ lcdpi.py”的空python文件。

笔记：在上一个关于如何使用Raspberry Pi闪烁LED的教程中，我讨论了VIM编辑器。

现在，复制上述代码并将其粘贴到编辑器中。正确使用标签字符，因为它们有助于将指令分组为Python很重要。

保存文件并关闭编辑器。要测试代码，请在终端中键入以下命令。如果您的Connections和Python程序一切都很好，则应该能够在16×2 LCD上看到文本。

要退出程序，只需按终端中的CRTL+C即可。

代码说明

首先，我将rpi.gpio python软件包导入为gpio（此处称为GPIO软件包），并从时代包装中睡觉。然后，我为LCD分配了PIN，即RS，E，D4，D5，D6和D7。我遵循的编号方案是GPIO或BCM方案。

笔记：我还评论了相应引脚的物理销数。

然后，我使用了GPIO软件包的一些功能，例如gpio.setwarnings（false），gpio.setmode（gpio.bcm）和gpio.setup（）。

最后，使用一些自己的功能，例如lcd_init，lcd_string，lcd_display等。

将16×2 LCD与Raspberry Pi接口的应用

• 通过将16×2 LCD与Raspberry Pi接口，我们可以为Raspberry Pi提供一个简单的显示选项，该选项可以显示一些基本信息，例如日期，时间，GPIO PIN的状态，等等。
• 覆盆子PI的许多简单且复杂的应用，例如气象站，温度控制，机器人车辆等。需要这个小的16×2 LCD显示屏。

限制

• 16×2 LCD模块只能显示简单的字母数字字符。
• 即使可以显示一些特殊字符和自定义字符，也无法显示图形密集的信息。