【雕爷学编程】Arduino动手做（85）---LCD1602液晶屏模块4

37款传感器与执行器的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来—小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验八十五：LCD1602液晶显示屏1602A模块 蓝屏黄绿屏灰屏5V 3.3V焊排针 IIC/I2C

知识点：1602液晶

也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。

1602模块电原理图

IC/I2C接口LCD1602转接板
控制板IO口只有20个，加些传感器、SD卡啥的，继电器等模块多了，IO口就不够用了，原来的1602屏至少需要7个IO口才能驱动起来，这个模块可以帮你省5个IO口。

参数
1.供电电压：+5V
2.支持I2C协议
3.具有背光灯，和对比度调节电位器
4.4线输出更简单
5.设备地址：0x27

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验八十八： LCD1602A液晶屏5V显示模块（IIC/I2C接口）
项目二十：循环显示常用的键码
实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验八十八： LCD1602A液晶屏5V显示模块（IIC/I2C接口）
  项目二十：循环显示常用的键码
  Arduino------LCD1602
  5V-------------VCC
  GND-----------GND
  A4-----------SDA IIC 数据线
  A5-----------SCL  IIC 时钟线
*/

#include 
#include 

#if defined(ARDUINO) && ARDUINO >= 100
#define printByte(args)  write(args);
#else
#define printByte(args)  print(args,BYTE);
#endif

uint8_t bell[8]  = {0x4, 0xe, 0xe, 0xe, 0x1f, 0x0, 0x4};
uint8_t note[8]  = {0x2, 0x3, 0x2, 0xe, 0x1e, 0xc, 0x0};
uint8_t clock[8] = {0x0, 0xe, 0x15, 0x17, 0x11, 0xe, 0x0};
uint8_t heart[8] = {0x0, 0xa, 0x1f, 0x1f, 0xe, 0x4, 0x0};
uint8_t duck[8]  = {0x0, 0xc, 0x1d, 0xf, 0xf, 0x6, 0x0};
uint8_t check[8] = {0x0, 0x1, 0x3, 0x16, 0x1c, 0x8, 0x0};
uint8_t cross[8] = {0x0, 0x1b, 0xe, 0x4, 0xe, 0x1b, 0x0};
uint8_t retarrow[8] = {        0x1, 0x1, 0x5, 0x9, 0x1f, 0x8, 0x4};

// 对于 16 个字符和 2 行显示，将 LCD 地址设置为 0x27
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

void setup() {
  lcd.init();                      // 初始化液晶显示器
  lcd.backlight();

  lcd.createChar(0, bell);
  lcd.createChar(1, note);
  lcd.createChar(2, clock);
  lcd.createChar(3, heart);
  lcd.createChar(4, duck);
  lcd.createChar(5, check);
  lcd.createChar(6, cross);
  lcd.createChar(7, retarrow);
  lcd.home();

  lcd.print("Hello world...");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(" i ");
  lcd.printByte(3);
  lcd.print(" arduinos!");
  delay(1000);
  displayKeyCodes();
}

// 显示所有键码
void displayKeyCodes(void) {
  uint8_t i = 0;
  
  while (1) {
    lcd.clear();
    lcd.print("Codes 0x"); lcd.print(i, HEX);
    lcd.print("-0x"); lcd.print(i + 16, HEX);
    lcd.setCursor(0, 1);
    for (int j = 0; j < 16; j++) {
      lcd.printByte(i + j);
    }
    i += 16;
    delay(1000);
  }
}

void loop() {
}

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验八十八： LCD1602A液晶屏5V显示模块（IIC/I2C接口）
项目二十：循环显示常用的键码

实验场景图

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验九十一： 1号霍尔水流量传感器 直饮机流量监控模块
项目十：用LCD1602A屏显示水流量传感器输出
实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验九十一： 1号霍尔水流量传感器 直饮机流量监控模块
  项目十：用LCD1602A屏显示水流量传感器输出
  实验接线：Uno D2接流量传感器OUT
  Arduino------LCD1602
  5V-------------VCC
  GND-----------GND
  A4-----------SDA IIC 数据线
  A5-----------SCL  IIC 时钟线
*/

#include 
#include 
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

unsigned char flow_sensor_pin = 2;
unsigned int flow_per_min;
unsigned long current_time;
unsigned long cloop_time;
volatile int sensor_pulses;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  lcd.init(); //初始化LCD
  lcd.backlight(); //打开背光
  sei();
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(" Flow Meter ");

  pinMode(flow_sensor_pin, INPUT);
  digitalWrite(flow_sensor_pin, HIGH);
  attachInterrupt(0, pulses_measure, RISING);

  current_time = millis();
  cloop_time = current_time;
}

void loop ()
{
  current_time = millis();
  if (current_time >= (cloop_time + 1000))
  {
    cloop_time = current_time;
    flow_per_min = (sensor_pulses / 7.5);
    sensor_pulses = 0;

    Serial.print(flow_per_min, DEC);
    Serial.println(" L/MIN");

    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print(" ");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print(" Flow:");
    lcd.print(flow_per_min, DEC);
    lcd.print(" L/MIN");
    delay(100);
  }
}

void pulses_measure () {
  sensor_pulses++;
}

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验九十一： 1号霍尔水流量传感器 直饮机流量监控模块
项目十：用LCD1602A屏显示水流量传感器输出

实验场景图

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程） 实验八十八： LCD1602A液晶屏5V显示模块（IIC/I2C接口）
项目二十一：水流量传感器、5V继电器模块和LCD1602 I2C模块
实验接线：Uno D2接流量传感器OUT，继电器接D4
Arduino------LCD1602
5V-------------VCC
GND-----------GND
A4-----------SDA IIC 数据线
A5-----------SCL IIC 时钟线

实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验八十八： LCD1602A液晶屏5V显示模块（IIC/I2C接口）
  项目二十一：水流量传感器、5V继电器模块和LCD1602 I2C模块
  实验接线：Uno D2接流量传感器OUT，继电器接D4
  Arduino------LCD1602
  5V-------------VCC
  GND-----------GND
  A4-----------SDA IIC 数据线
  A5-----------SCL  IIC 时钟线
*/

#include  //include LiquidCrystal Library

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
#define FLOWSENSORPIN 2 //连接到 Arduino 数字引脚 2 的水流传感器
#define relayPin 4    // 连接到 Arduino 数字引脚 4 的 5v 继电器模块
volatile uint16_t pulses = 0; // count how many pulses
volatile uint8_t lastflowpinstate; // track the state of the pulse pin
volatile uint32_t lastflowratetimer = 0; // you can try to keep time of how long it is between pulses
volatile float flowrate; // and use that to calculate a flow rate
// Interrupt is called once a millisecond, looks for any pulses from the sensor!

SIGNAL(TIMER0_COMPA_vect) {
  uint8_t x = digitalRead(FLOWSENSORPIN);

  if (x == lastflowpinstate) {
    lastflowratetimer++;
    return; // nothing changed!
  }

  if (x == HIGH) {
    //low to high transition!
    pulses++;
  }
  lastflowpinstate = x;
  flowrate = 1000.0;
  flowrate /= lastflowratetimer;  // in hertz
  lastflowratetimer = 0;
}

void useInterrupt(boolean v) {
  if (v) {
    // Timer0 is already used for millis() - we'll just interrupt somewhere
    // in the middle and call the "Compare A" function above
    OCR0A = 0xAF;
    TIMSK0 |= _BV(OCIE0A);
  } else {
    // do not call the interrupt function COMPA anymore
    TIMSK0 &= ~_BV(OCIE0A);
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.print("---Water flow sensor---");
  lcd.init();                      // 初始化液晶显示器
  lcd.backlight();
  lcd.begin(16, 2);                            //16X2 lcd display
  lcd.setBacklight(HIGH);
  lcd.setCursor(0, 0);                       //setting display position
  lcd.print("Aqua counter");
  pinMode(FLOWSENSORPIN, INPUT); //sets the FLOWSENSORPIN as an INPUT
  pinMode(relayPin, OUTPUT);//sets the relayPin as OUTPUT
  digitalWrite(relayPin, LOW);
  digitalWrite(FLOWSENSORPIN, HIGH);//optional Internal Pull-Up
  lastflowpinstate = digitalRead(FLOWSENSORPIN);
  useInterrupt(true);
  delay(2000);
  lcd.clear();
}

void loop()
{
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Pulses:"); lcd.print(pulses, DEC);
  lcd.print(" Hz:");
  lcd.print(flowrate);
  //lcd.print(flowrate);
  Serial.print("Freq: "); Serial.println(flowrate);
  Serial.print("Pulses: "); Serial.println(pulses, DEC);

  // if a plastic sensor use the following calculation
  // Sensor Frequency (Hz) = 7.5 * Q (Liters/min)
  // Liters = Q * time elapsed (seconds) / 60 (seconds/minute)
  // Liters = (Frequency (Pulses/second) / 7.5) * time elapsed (seconds) / 60
  // Liters = Pulses / (7.5 * 60)
  float liters = pulses;
  liters /= 7.5;
  liters /= 60.0;

  /*
    // if a brass sensor use the following calculation
    float liters = pulses;
    liters /= 8.1;
    liters -= 6;
    liters /= 60.0;
  */
  Serial.print(liters); Serial.println(" Liters");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(liters); lcd.print(" Litres        ");
  if (liters >= 0.15) //water limit set
  {
    digitalWrite(relayPin, HIGH);
  }
  else {
    digitalWrite(relayPin, LOW);
  }
  delay(2000);
  lcd.clear();
}

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验八十八： LCD1602A液晶屏5V显示模块（IIC/I2C接口）
项目二十一：水流量传感器、5V继电器模块和LCD1602 I2C模块
实验接线：Uno D2接流量传感器OUT，继电器接D4

实验串口返回情况

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验八十八： LCD1602A液晶屏5V显示模块（IIC/I2C接口）
项目二十一：水流量传感器、5V继电器模块和LCD1602 I2C模块
实验接线：Uno D2接流量传感器OUT，继电器接D4

实验场景图

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验八十八： LCD1602A液晶屏5V显示模块（IIC/I2C接口）
项目二十二：LCD1602显示超声波测距（单位cm）
实验接线：Uno D7接HC-SR04模块TRIG，D8接ECHO
Arduino------LCD1602
5V-------------VCC
GND-----------GND
A4-----------SDA IIC 数据线
A5-----------SCL IIC 时钟线

实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验八十八： LCD1602A液晶屏5V显示模块（IIC/I2C接口）
  项目二十二：LCD1602显示超声波测距（单位cm）
  实验接线：Uno D7接HC-SR04模块TRIG，D8接ECHO
  Arduino------LCD1602
  5V-------------VCC
  GND-----------GND
  A4-----------SDA IIC 数据线
  A5-----------SCL  IIC 时钟线
*/

#include 
#include 
#include 

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); //0x27   0x3F

#define TRIGGER_PIN  7  // Arduino 引脚连接到超声波传感器上的触发引脚
#define ECHO_PIN     8  // Arduino 引脚连接到超声波传感器上的回声引脚
#define MAX_DISTANCE 400 // 我们想要 ping 的最大距离（以厘米为单位）。 最大传感器距离为 400-500cm

NewPing sonar(TRIGGER_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE); // 引脚和最大距离的新 Ping 设置

void setup() {
  Serial.begin(115200); // 以 115200 波特打开串行监视器以查看 ping 结果
  lcd.init();
  lcd.backlight();
}

void loop() {
  delay(100);                      // 在两次 ping 之间等待 50 毫秒（大约 20 次 ping/秒）。 29ms 应该是两次 ping 之间的最短延迟。
  unsigned int uS = sonar.ping(); // 发送 ping，以微秒 (uS) 为单位获取 ping 时间
  Serial.print("Ping: ");
  Serial.print(uS / US_ROUNDTRIP_CM); // 将 ping 时间转换为以厘米为单位的距离并打印结果（0 = 超出设定的距离范围）
  Serial.println("cm");
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Distance:");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("             ");
  lcd.setCursor(9, 1);
  lcd.print(uS / US_ROUNDTRIP_CM);
  lcd.setCursor(12, 1);
  lcd.print("cm");
}

Arduino实验场景图