An Arduino Sample Project Based on Liquid Crystal Display (LCD)

Jan. 12, 2023

Introduction

本博客使用LCD屏幕搭建示例项目：Grove - 16x2 LCD: Play with Arduino。该示例项目使用的LCD显示器（Liquid Crystal Display，液晶显示器）来自Grove套件（Grove - 16x2 LCD）：

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示例项目的运行需要使用与硬件配套的Github: Grove RGB LCD Library，要首先安装：

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之后将LCD屏接到I2C端口（并且接到四个I2C端口中的任意一个都可以，都不影响使用，也不需要修改代码），烧录代码：

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//Inclue RBG LCD library
#include <Wire.h>
#include "rgb_lcd.h"

rgb_lcd lcd;

const int colorR = 255;
const int colorG = 0;
const int colorB = 0;

void setup() 
{
    // set up the LCD's number of columns and rows:
    lcd.begin(16, 2);
    
    lcd.setRGB(colorR, colorG, colorB);
    
    // Print a message to the LCD.
    lcd.print("Hello, world!");

    delay(1000);
}

void loop() 
{
    // set the cursor to column 0, line 1
    // (note: line 1 is the second row, since counting begins with 0):
    lcd.setCursor(0, 1);
    // print the number of seconds since reset:
    lcd.print(millis()/1000);

    delay(100);
}

最后的效果是LCD的第一行显示“Hello, world”的字样，第二行显示跳动的数字，该数字表示程序运行的秒数：

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Code Learning

程序一开始包含了两个头文件：

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//Inclue RBG LCD library
#include <Wire.h>
#include "rgb_lcd.h"

不是很清楚头文件 <Wire.h>的作用，因为注释掉后程序仍可以运行；第二个头文件"rgb_lcd.h"就是前面我们下载的Grove RGB LCD Library中的内容。紧接着实例化类rgb_lcd()，声明得到一个对象lcd：

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rgb_lcd lcd;

以供后面的程序中调用和使用函数。

setup()

Initialization

LCD屏幕的初始化，要与屏幕的型号所匹配：

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lcd.begin(16, 2);

lcd.begin()函数的第一个参数表示列，第二参数表示行，这一点有一些别扭；另外，我尝试修改两个参数的值，最后发现第二个参数的影响比较大，例如如果代码改为：

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lcd.begin(16, 1);

虽然不会报错，但是LCD屏幕的第二行不会显示任何内容。

Change Color of Backlight

改变LCD背光颜色：

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const int colorR = 255;
const int colorG = 0;
const int colorB = 0;

void setup() 
{
    // ...
    lcd.setRGB(colorR, colorG, colorB);
}

这部分代码的含义是将背光颜色调整为纯红色，但实际上这里的设置对LCD的显示效果没有任何影响，因为我们使用的这块LCD屏是固定的蓝底白字（White on Blue）显示。

Hello, world!

代码：

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lcd.print("Hello, world!");

将”Hello, world!”字样打印在屏幕第一行。但是这块LCD屏不支持中文，例如我们想要输出“你好，世界！”：

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lcd.print("你好，世界！");

显示的是乱码的内容：

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loop()

Fix Cursor

代码：

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// set the cursor to column 0, line 1
// (note: line 1 is the second row, since counting begins with 0):
lcd.setCursor(0, 1);

是为了固定Cursor在指定位置。我们可以尝试改变一下lcd.setCursor的参数。例如：

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lcd.setCursor(3, 1);

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如果直接将这一行注释掉：

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// lcd.setCursor(3,1);

loop()部分中打印的数字就不会在固定的位置显示。

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lcd.print(millis()/1000);

loop()部分代码的主要功能就是刷新屏幕第二行的数字：

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lcd.print(millis()/1000);
delay(100);

此时屏幕上所打印的数字是整数，一秒钟变化一次，但是每秒钟屏幕刷新十次。其中，millis()函数返回的是Arduino的运行时间，单位是毫秒；并且millis()函数所返回的数据类型是unsigned long，表示无符号长整型。

在C语言中，两个整型变量相除，是得不到一个double浮点数的，而是会直接舍去小数部分向下取整，因此屏幕上显示的是整数。如果想要在屏幕上显示小数表示的秒数，则可以使用下面两种方法：

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lcd.print(millis()/1000.00); // Method 1
lcd.print("  "); 
lcd.print((double)millis()/1000); // Method 2

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