Visualizzare testo su un LCD

Gli schermi dei caratteri LCD sono utili per visualizzare informazioni senza la necessità di un monitor esterno. I display di caratteri LCD comuni possono essere collegati direttamente ai pin GPIO, ma tale approccio richiede l'uso di un massimo di 10 pin GPIO. Per gli scenari che richiedono la connessione a una combinazione di dispositivi, dedicare gran parte dell'intestazione GPIO a un display di caratteri è spesso poco pratico.

Molti produttori vendono display con caratteri LCD 20x4 con un espansore GPIO integrato. La visualizzazione dei caratteri si connette direttamente all'espansore GPIO, che quindi si connette a Raspberry Pi tramite il protocollo seriale Inter-Integrated Circuit (I²C).

In questo capitolo, si userà .NET per visualizzare testo su un display a caratteri LCD usando un espansore I²C GPIO.

Prerequisiti

• Computer basato su ARM (ARMv7 o versione successiva) a scheda singola (SBC)
• Display a caratteri LCD 20x4 con interfaccia I²C
• Cavetti di collegamento
• Piastra di prototipazione (facoltativo/consigliato)
• Scheda di interfaccia Raspberry Pi GPIO (facoltativa/consigliata)
• .NET SDK 10 o versione successiva

Preparare il SBC

Verificare che il SBC sia configurato per supportare i servizi seguenti:

• SSH
• I2C

Per molti dispositivi non è necessaria alcuna configurazione aggiuntiva. Per Raspberry Pi, usare il raspi-config comando . Per altre informazioni su raspi-config, vedere la documentazione di Raspberry Pi.

Preparare l'hardware

Usare i cavi del jumper per collegare i quattro pin sull'espansore GPIO I²C al Raspberry Pi come indicato di seguito:

• Da GND a terra
• Da VCC a 5 V
• Da SDA a SDA (GPIO 2)
• SCL a SCL (GPIO 3)

Fare riferimento alle figure seguenti in base alle esigenze:

Interfaccia I2C (posteriore dello schermo)	Raspberry Pi GPIO
	Immagine per gentile concessione Raspberry Pi Foundation.

Creare l'app

Completare i passaggi seguenti nell'ambiente di sviluppo preferito:

1. Creare una nuova .NET Console App utilizzando il .NET CLI o Visual Studio. Denominarlo LcdTutorial.

   dotnet new console -o LcdTutorial
   cd LcdTutorial
   

2. Aggiungere il pacchetto Iot.Device.Bindings al progetto. Utilizzare .NET CLI dalla directory del progetto o Visual Studio.

   dotnet package add Iot.Device.Bindings --version 4.1.0
   

3. Sostituire il contenuto di Program.cs con il codice seguente:

   using System;
   using System.Device.Gpio;
   using System.Device.I2c;
   using System.Threading;
   using Iot.Device.CharacterLcd;
   using Iot.Device.Pcx857x;
   
   Console.WriteLine("Displaying current time. Press Ctrl+C to end.");
   
   using I2cDevice i2c = I2cDevice.Create(new I2cConnectionSettings(1, 0x27));
   using var driver = new Pcf8574(i2c);
   using var lcd = new Lcd2004(registerSelectPin: 0, 
                           enablePin: 2, 
                           dataPins: new int[] { 4, 5, 6, 7 }, 
                           backlightPin: 3, 
                           backlightBrightness: 0.1f, 
                           readWritePin: 1, 
                           controller: new GpioController(PinNumberingScheme.Logical, driver));
   int currentLine = 0;
   
   while (true)
   {
       lcd.Clear();
       lcd.SetCursorPosition(0,currentLine);
       lcd.Write(DateTime.Now.ToShortTimeString());
       currentLine = (currentLine == 3) ? 0 : currentLine + 1; 
       Thread.Sleep(1000);
   }
   

   Nel codice precedente:

   • Una dichiarazione using crea un'istanza di I2cDevice chiamando I2cDevice.Create e passando un nuovo oggetto I2cConnectionSettings con i parametri busId e deviceAddress. Questo I2cDevice rappresenta l'autobus I²C. La using dichiarazione garantisce che l'oggetto venga eliminato e che le risorse hardware vengano rilasciate correttamente.

     Avvertimento

     L'indirizzo del dispositivo per l'espansore GPIO dipende dal chip usato dal produttore. I espansori GPIO dotati di un PCF8574 usano l'indirizzo 0x27, mentre quelli che usano chip PCF8574A usano 0x3F. Consultare la documentazione dell'LCD.

   • Un'altra using dichiarazione crea un'istanza di Pcf8574 e passa l'oggetto I2cDevice nel costruttore. Questa istanza rappresenta l'espansore GPIO.

   • Un'altra using dichiarazione crea un'istanza di Lcd2004 per rappresentare la visualizzazione. Diversi parametri vengono passati al costruttore che descrive le impostazioni da usare per comunicare con l'espansore GPIO. L'espansore GPIO viene passato come controller parametro.

   • Un while ciclo viene eseguito per un periodo illimitato. Ogni iterazione:

     1. Cancella la visualizzazione.
     2. Imposta il cursore sulla posizione iniziale della riga corrente.
     3. Scrive l'ora corrente nella visualizzazione in corrispondenza della posizione corrente del cursore.
     4. Incrementa il contatore della linea corrente.
     5. Attende 1000 millisecondi.

4. Compilazione dell'app. Se si usa l'interfaccia della riga di comando di .NET, eseguire dotnet build. Per eseguire la compilazione in Visual Studio, premere Ctrl+Shift+B.

5. Distribuire l'app nel SBC come app autonoma. Per istruzioni, vedere Deploy .NET apps to Raspberry Pi. Assicurarsi di concedere all'eseguibile l'autorizzazione di esecuzione usando chmod +x.

6. Eseguire l'app in Raspberry Pi passando alla directory di distribuzione ed eseguendo il file eseguibile.

   ./LcdTutorial
   

   Osservare il display dei caratteri LCD mentre l'ora corrente viene mostrata su ciascuna riga.

   Suggerimento

   Se lo schermo è acceso ma non viene visualizzato alcun testo, provare a regolare la composizione del contrasto sul retro dello schermo.

7. Terminare il programma premendo CTRL+C.

Congratulazioni! Hai visualizzato testo su un LCD usando un espansore I²C e GPIO!

Ottenere il codice sorgente

L'origine per questa esercitazione è disponibile su GitHub.

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