USB +串行RGB背光字符LCD背包的制作

概述

使用新的Adafruit USB或TTL串行背包，向項目或計算機(jī)添加字符顯示從未如此簡單！這種定制設(shè)計的PCB位于任何“標(biāo)準(zhǔn)”字符LCD（16x2或20x4尺寸）的背面，可完成您想要的一切：打印文本，自動滾動，設(shè)置背光，調(diào)整對比度，制作自定義字符，翻動打開或關(guān)閉光標(biāo)等。它甚至可以通過完整的8位PWM控制背光來處理我們的RGB背光LCD。這意味著您可以將背景顏色更改為所需的任何顏色-紅色，綠色，藍(lán)色，粉紅色，白色，紫色黃色，藍(lán)綠色，鮭魚色，淡黃色，或者只是將其保留為中性背景。

背包內(nèi)有一個USB-功能強(qiáng)大的AT90USB162芯片，可偵聽mini-B USB端口和TTL串行輸入線的命令。 USB接口在Windows/Mac/Linux上顯示為COM/串行端口。背包將自動從正在使用的輸入中選擇數(shù)據(jù)。對于USB連接，它將以任何波特率工作。對于TTL連接，默認(rèn)波特率是9600，但是您可以發(fā)送命令將波特率設(shè)置為2400、4800、9600、19200、28800或57600。 （上電期間，波特率在LCD上閃爍）。諸如波特率，背光顏色，亮度，啟動畫面等任何自定義內(nèi)容都將永久存儲在EEPROM中。

命令界面與流行的“ Matrix Orbital”規(guī)范兼容，因此，該背包可以與期望“ Matrix” LCD的計算機(jī)應(yīng)用程序或庫完美配合。我們?yōu)镽GB背光和設(shè)置LCD尺寸添加了一些額外的命令。如果您不想使用這些命令，則只需開始將ASCII發(fā)送到LCD上，它就會像鍵入的那樣神奇地顯示出來。

立即從Adafruit商店領(lǐng)取一個！

USB或TTL串行

有兩個用于將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖嘲慕涌冢篣SB和串行。 USB是最簡單的：只需將mini-B電纜從背包連接到計算機(jī)即可供電和連接。該背包將作為Windows，Mac和Linux計算機(jī)的“ USB串行端口”出現(xiàn)。 Windows需要INF文件，而Mac或Linux則不需要驅(qū)動程序。 Windows計算機(jī)將創(chuàng)建 COM 端口，Mac/Linux將在 /dev/cu.usbserialXX 或類似版本下創(chuàng)建設(shè)備，運(yùn)行 dmesg 插入后立即查看該設(shè)備的名稱。使用USB，可以使用任何終端程序，以任何波特率連接到端口，并發(fā)送文本和命令數(shù)據(jù)。 USB不使用波特率，因此只需連接9600或最簡單的那個即可。

您也可以連接TTL串行輸入。這是紅色/黑色/白色電纜。通過將黑線接地和紅線+ 5V供電。白色電纜是5V TTL串行輸入。默認(rèn)情況下，背包配置為9600波特，8位，無奇偶校驗(yàn)，1個停止位。如果您需要更快或更慢的TTL接口，則可以配置波特率。通電后，背包會將波特率閃爍到顯示屏上100毫秒，因此，如果您真的很困惑，請在觀看顯示屏的同時進(jìn)行連接。您始終可以連接USB（USB不使用波特率）并在其中重置波特率。

要硬接線USB連接，標(biāo)準(zhǔn)的“ 5x1”插腳中有一個USB分支，用于紅色，黑色，白色和綠色USB電線。對于TTL連接的硬接線，RX和TX引腳有分線。沿著PCB的邊緣。

組裝

第一步是將字符LCD顯示屏焊接到背包上。請記住，僅支持字符 類型的顯示器，它們的大小最大為20x4，但不能更大。 所有Adafruit字符顯示都可以使用，但我們不能保證任何其他字符都可以使用！

如果您從adafruit購買套件，則可能會獲得額外的藍(lán)色10K電位器。該套件不需要此零件，因此您可以將其用于另一個項目！

背包帶有一個標(biāo)頭，您可以使用該標(biāo)頭適合顯示屏。方便地使用無焊面包板將接頭連接器直接連接。

您的套件中還可能帶有藍(lán)色的3針電位器，不需要此部分，您只需將其回收利用到另一個項目中即可。

斷開標(biāo)頭，使其與LCD上的引腳數(shù)匹配。

將標(biāo)頭的長邊朝下放在面包板上。然后將LCD放在頂部。如果您使用的液晶顯示器有兩行可用，請確保使用與以下圖像匹配的行。

用烙鐵焊接所有標(biāo)題。

下一步，對齊背包，使其與LCD的角部匹配，背包中的孔應(yīng)在相同的位置。

完全背包。

就是這樣！

發(fā)送文本

要顯示文本，只需發(fā)送ASCII字符！需要注意一些特殊字符：

換行符（0x0A或‘ n’）將用空格填充當(dāng)前行的其余部分（將其空白）并移至下一行

未收聽回車符（0x0D或‘ r’）

退格鍵（0x08）會將字符備份一個空格，并將最后一個字符替換為一個空格以擦除它。

還有很多特殊命令，有關(guān)如何在下面發(fā)送這些命令，請參見下文。

唯一的特殊字符是 0xFE “命令開始”字符。

使用USB進(jìn)行測試

測試LCD和背包的最簡單方法是將其連接到計算機(jī)并使用終端程序發(fā)送數(shù)據(jù)。

使用任何mini-B USB電纜連接到背包。如果您使用的是Windows，則需要將其指向INF驅(qū)動程序文件。請參閱下面的INF文件下載部分。 Mac和Linux不需要驅(qū)動程序。

插入背包后，它將創(chuàng)建一個串行端口。在Windows下，這稱為 COM端口。您可以在設(shè)備管理器→端口中查看創(chuàng)建的COM端口的名稱。連接USB電纜時，您應(yīng)該會看到一個條目出現(xiàn)/消失。

對于Mac/Linux，一旦插入電纜，請運(yùn)行 dmesg 以查看端口的名稱，可能類似于 /dev/cu.usbmodem-XXXX 或類似版本。您還可以在 Terminal 窗口中輸入 ls/dev/cu。*，以查看出現(xiàn)/消失的項目

端口已知，您可以使用自己喜歡的終端程序進(jìn)行連接。對于此示例，我們將使用Arduino內(nèi)置的基本終端。串行端口監(jiān)視器的唯一缺點(diǎn)是一次只能發(fā)送一個完整的字符串，并且末尾會有新行。如果您使用的是更強(qiáng)大的顯示器，例如CoolTerm（mac）或RealTerm（Windows），則可以在輸入每個字符時觀看

首先選擇與背包相同的COM串行端口。

p》

打開串行端口監(jiān)視器，然后鍵入Hello World！

點(diǎn)擊發(fā)送 后，它將把文本轉(zhuǎn)移到背包中，并出現(xiàn)。就是這樣！

有關(guān)更多命令，請檢查github存儲庫（請參閱“下載”選項卡）以獲取將測試顯示屏上所有命令的python腳本。

使用TTL串行進(jìn)行測試

接下來，我們將演示如何使用Arduino微控制器發(fā)送文本和命令。當(dāng)然，您可以使用任何具有可配置為9600波特率的串行輸出的微控制器。該演示將展示如何設(shè)置顯示尺寸，RGB背光和創(chuàng)建自定義字符。有關(guān)更多命令，請參見下面的受支持命令的完整列表

用一個Arduino抓取并按如下所示將JST電纜連接到背包：紅線到+ 5V，黑線到地，白色數(shù)據(jù)線轉(zhuǎn)到數(shù)字2。您可以稍后更改數(shù)字引腳，但在此示例中堅持使用＃2并在以后根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。

您可以從此Github存儲庫下載此示例。

下載：文件

復(fù)制代碼

#include “Arduino.h”

#if defined（ARDUINO_ARCH_SAMD） || defined（__SAM3X8E__）

// use pin 18 with Due， pin 1 with Zero or M0 Pro

#define lcd Serial1

#else

#include

// Create a software serial port！

SoftwareSerial lcd = SoftwareSerial（0，2）;

#endif

// for ESP8266 use this SoftwareSerial library： https://github.com/plerup/espsoftwareserial

void setup（） {

lcd.begin（9600）;

// set the size of the display if it isn‘t 16x2 （you only have to do this once）

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0xD1）;

lcd.write（16）; // 16 columns

lcd.write（2）; // 2 rows

delay（10）;

// we suggest putting delays after each command to make sure the data

// is sent and the LCD is updated.

// set the contrast， 200 is a good place to start， adjust as desired

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0x50）;

lcd.write（200）;

delay（10）;

// set the brightness - we’ll max it （255 is max brightness）

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0x99）;

lcd.write（255）;

delay（10）;

// turn off cursors

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0x4B）;

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0x54）;

// create a custom character

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0x4E）;

lcd.write（（uint8_t）0）; // location #0

lcd.write（（uint8_t）0x00）; // 8 bytes of character data

lcd.write（0x0A）;

lcd.write（0x15）;

lcd.write（0x11）;

lcd.write（0x11）;

lcd.write（0x0A）;

lcd.write（0x04）;

lcd.write（（uint8_t）0x00）;

delay（10）; // we suggest putting delays after each command

// clear screen

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0x58）;

delay（10）; // we suggest putting delays after each command

// go ‘home’

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0x48）;

delay（10）; // we suggest putting delays after each command

lcd.print（“We ”）;

lcd.write（（uint8_t）0）; // to print the custom character， ‘write’ the location

lcd.println（“ Arduino！”）;

lcd.print（“ - Adafruit”）;

delay（1000）;

}

uint8_t red， green， blue;

void loop（） {

// adjust colors

for （red = 0; red 《 255; red++） {

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0xD0）;

lcd.write（red）;

lcd.write（（uint8_t）0）;

lcd.write（255 - red）;

delay（10）; // give it some time to adjust the backlight！

}

for （green = 0; green 《 255; green++） {

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0xD0）;

lcd.write（255-green）;

lcd.write（green）;

lcd.write（（uint8_t）0）;

delay（10）; // give it some time to adjust the backlight！

}

for （blue = 0; blue 《 255; blue++） {

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0xD0）;

lcd.write（（uint8_t）0）;

lcd.write（255-blue）;

lcd.write（blue）;

delay（10）; // give it some time to adjust the backlight！

}

} #include “Arduino.h”

#if defined（ARDUINO_ARCH_SAMD） || defined（__SAM3X8E__）

// use pin 18 with Due， pin 1 with Zero or M0 Pro

#define lcd Serial1

#else

#include

// Create a software serial port！

SoftwareSerial lcd = SoftwareSerial（0，2）;

#endif

// for ESP8266 use this SoftwareSerial library： https://github.com/plerup/espsoftwareserial

void setup（） {

lcd.begin（9600）;

// set the size of the display if it isn‘t 16x2 （you only have to do this once）

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0xD1）;

lcd.write（16）; // 16 columns

lcd.write（2）; // 2 rows

delay（10）;

// we suggest putting delays after each command to make sure the data

// is sent and the LCD is updated.

// set the contrast， 200 is a good place to start， adjust as desired

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0x50）;

lcd.write（200）;

delay（10）;

// set the brightness - we’ll max it （255 is max brightness）

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0x99）;

lcd.write（255）;

delay（10）;

// turn off cursors

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0x4B）;

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0x54）;

// create a custom character

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0x4E）;

lcd.write（（uint8_t）0）; // location #0

lcd.write（（uint8_t）0x00）; // 8 bytes of character data

lcd.write（0x0A）;

lcd.write（0x15）;

lcd.write（0x11）;

lcd.write（0x11）;

lcd.write（0x0A）;

lcd.write（0x04）;

lcd.write（（uint8_t）0x00）;

delay（10）; // we suggest putting delays after each command

// clear screen

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0x58）;

delay（10）; // we suggest putting delays after each command

// go ‘home’

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0x48）;

delay（10）; // we suggest putting delays after each command

lcd.print（“We ”）;

lcd.write（（uint8_t）0）; // to print the custom character， ‘write’ the location

lcd.println（“ Arduino！”）;

lcd.print（“ - Adafruit”）;

delay（1000）;

}

uint8_t red， green， blue;

void loop（） {

// adjust colors

for （red = 0; red 《 255; red++） {

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0xD0）;

lcd.write（red）;

lcd.write（（uint8_t）0）;

lcd.write（255 - red）;

delay（10）; // give it some time to adjust the backlight！

}

for （green = 0; green 《 255; green++） {

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0xD0）;

lcd.write（255-green）;

lcd.write（green）;

lcd.write（（uint8_t）0）;

delay（10）; // give it some time to adjust the backlight！

}

for （blue = 0; blue 《 255; blue++） {

lcd.write（0xFE）;

lcd.write（0xD0）;

lcd.write（（uint8_t）0）;

lcd.write（255-blue）;

lcd.write（blue）;

delay（10）; // give it some time to adjust the backlight！

}

}

您應(yīng)該看到以下內(nèi)容，并且背景顏色發(fā)生了變化：

命令參考

命令集基于矩陣軌道規(guī)范。我們添加了一些命令來支持RGB背光和調(diào)整顯示器的尺寸（因此一個固件可以支持16x2或20x4）。如果您使用的軟件支持Matrix Orbital顯示器，則此背包的工作原理應(yīng)相同（如果不行，請讓我們知道！）

所有命令都以特殊字符 0xFE （以十六進(jìn)制表示）開頭，告訴背包接下來要注意特殊命令。

基本命令：

Display On-0xFE 0x42-此命令可打開顯示屏背光。參數(shù)是要保留多少分鐘，該命令受支持，但我們不處理超時，因此該數(shù)字將被忽略

Display On-0xFE 0x46 -打開顯示背光關(guān)閉

設(shè)置亮度-0xFE 0x99 -設(shè)置背光的整體亮度（顏色分量單獨(dú)設(shè)置-亮度設(shè)置在設(shè)置顏色后生效）。設(shè)置保存到EEPROM

設(shè)置并保存亮度-0xFE 0x98 -與上面相同

設(shè)置對比度-0xFE 0x50 -設(shè)置顯示對比度。通常，大約在180-220的值才有效。設(shè)置保存到EEPROM

設(shè)置并保存對比度-0xFE 0x91 -與上面相同

自動滾動-0xFE 0x51 -這樣一來，當(dāng)接收到文本且顯示屏上沒有更多空間時，文本將自動“滾動”，因此第二行變?yōu)榈谝恍校来祟愅?。新文本始終位于顯示屏的底部。

自動滾屏-0xFE 0x52 -這樣一來，當(dāng)收到文本并且顯示屏上沒有更多空間時，文本將環(huán)繞起來以從顯示屏頂部開始。

清除屏幕-0xFE 0x58 -這將清除任何文本的屏幕

更改啟動初始屏幕-0xFE 0x40 -之后發(fā)送此命令時，最多寫32個字符（對于16x2）或80個字符（對于20x4），這些字符將在啟動過程中顯示為初始屏幕。如果您不想啟動屏幕，請寫一些空格移動和更改光標(biāo)：

設(shè)置光標(biāo)位置-0xFE 0x47-文本輸入光標(biāo)的位置。列和行的編號從1開始，因此左上角的第一個位置是（1，1）

回家-0xFE 0x48-將光標(biāo)放在位置（1， 1）

向后光標(biāo)-0xFE 0x4C-向后移動光標(biāo)一個空格，如果在位置（1，1），它將“換行”到最后一個位置。

向前移動光標(biāo)-0xFE 0x4D-將光標(biāo)向后移動一個空格，如果在最后一個位置，它將“包裝”到（1，1）位置。

打開下劃線光標(biāo)-0xFE 0x4A-打開下劃線光標(biāo)

關(guān)閉下劃線光標(biāo)-0xFE 0x4B-關(guān)閉下劃線光標(biāo)

阻止光標(biāo)打開-0xFE 0x53-打開閃爍的塊光標(biāo)

關(guān)閉阻止光標(biāo)-0xFE 0x54-關(guān)閉閃爍的塊光標(biāo)

RGB背光和LCD尺寸

設(shè)置RGB背光顏色-0xFE 0xD0 -將背光設(shè)置為紅色，綠色和藍(lán)色成分的顏色。的值范圍可以從0到255（一個字節(jié)）。這將保存到EEPROM。每種顏色R，G和B在命令后均由一個字節(jié)表示。顏色值的范圍是0到255（十六進(jìn)制為0xFF）。要將背光設(shè)置為紅色，命令為 0xFE 0xD0 0xFF 0x0 0x0。 藍(lán)色為 0xFE 0xD0 0x0 0x0 0xFF。 白色是 0xFE 0xD0 0xFF 0xFF 0xFF。

設(shè)置LCD尺寸-0xFE 0xD1 -您可以將背包配置為所連接尺寸的顯示器。自定義字符

創(chuàng)建自定義字符-0xFE 0x4E -，將在Spot中創(chuàng)建一個自定義角色?？梢栽?到7之間（8個點(diǎn)）。發(fā)送了8個字節(jié)，指示字符應(yīng)如何顯示

將自定義字符保存到EEPROM庫-0xFE 0xC1-，這會將自定義字符保存到EEPROM庫以供以后使用。共有4個存儲區(qū)，每個存儲區(qū)有8個位置。

從EEPROM存儲區(qū)加載自定義字符-0xFE 0xC0-，這會將所有保存到EEPROM存儲區(qū)的8個字符加載到LCD的內(nèi)存中。輸出

通用輸出是背包不使用的4個引腳，您可以將這些引腳設(shè)置為高或低。 GPO1 標(biāo)為PB0， GPO2 標(biāo)記為PC2， GPO3 標(biāo)記為PC4， GPO4 標(biāo)記為PC7

GPO關(guān)閉-0xFE 0x56 -將通用引腳設(shè)置為LOW（0V）

GPO開啟-0xFE 0x57 -將通用引腳設(shè)置為高（5V）

GPO起始狀態(tài)-0xFE 0xC3 -設(shè)置GPO引腳“未處理”的初始位置！

設(shè)置自動線-wrap on-0xFE 0x43 -和關(guān)閉自動換行功能- 0xFE 0x44 -不支持。我們發(fā)現(xiàn)自動換行并不是非常有用，因此它可以一直自動運(yùn)行。

初始化/放置中號和大號，水平條和垂直條-不支持此功能

下載

文件

測試軟件和AT90固件@ github。背包使用Teensy v1.0框架，我們沒有教程或修改固件的支持，但是如果您要自定義背包固件，它可為您帶來黑客樂趣！我們還將未使用的At90USB162引腳分成一個額外的插頭-請參見未使用/已使用引腳的示意圖。

您可以通過將復(fù)位引腳接地來啟動引導(dǎo)加載程序（AT90USB162芯片）。它是通過USB與av109兼容的引導(dǎo)程序，avrdude支持它，但目前我們沒有arduino IDE支持（并且沒有ETA）

GitHub上的EagleCAD PCB文件

LCD Smartie-受歡迎的字符LCD驅(qū)動程序

Adafruit Fritzing庫中的框?qū)ο?/p>

驅(qū)動程序以下是Windows XP/7/Vista的INF驅(qū)動程序。解壓縮并導(dǎo)航到“新硬件向?qū)А敝械奈募A。

單擊此處：

usb_serial_backpack-driver.zip

我們還有Windows 8簽名的驅(qū)動程序-它們是beta版，因此請嘗試！

下載USB串行RGB LCD背包簽名驅(qū)動程序

示意圖和構(gòu)造打印

責(zé)任編輯：wv