Exibir texto em um LCD

As exibições de caracteres LCD são úteis para exibir informações sem a necessidade de um monitor externo. Exibições comuns de caracteres LCD podem ser conectadas diretamente aos pinos GPIO, mas essa abordagem requer o uso de até 10 pinos GPIO. Para cenários que exigem a conexão com uma combinação de dispositivos, dedicar grande parte do cabeçalho GPIO a um display de caracteres pode ser frequentemente impraticável.

Muitos fabricantes vendem displays de caracteres LCD 20x4 com um expansor de GPIO integrado. O display de caracteres se conecta diretamente ao expansor GPIO, que se conecta ao Raspberry Pi por meio do protocolo serial do Circuito Inter-Integrado (I²C).

Neste tópico, você usará .NET para exibir texto em um display de caracteres LCD usando um expansor GPIO I²C.

Pré-requisitos

• Computador de placa única baseado em ARM (ARMv7 ou superior) (SBC)
• Display de Caracteres LCD 20x4 com interface I²C
• Fios de jumper
• Placa de ensaio (opcional/recomendado)
• Placa de expansão GPIO Raspberry Pi (opcional/recomendado)
• .NET SDK 10 ou posterior

Preparar o SBC

Verifique se o SBC está configurado para dar suporte aos seguintes serviços:

• SSH
• I2C

Para muitos dispositivos, nenhuma configuração adicional é necessária. Para Raspberry Pi, use o raspi-config comando. Para obter mais informações sobre raspi-config, consulte a documentação do Raspberry Pi.

Preparar o hardware

Use fios de jumper para conectar os quatro pinos no expansor I²C GPIO ao Raspberry Pi da seguinte maneira:

• GND para o chão
• VCC até 5V
• SDA para SDA (GPIO 2)
• SCL para SCL (GPIO 3)

Consulte os seguintes números conforme necessário:

Interface I2C (parte traseira da tela)	Raspberry Pi GPIO
	Imagem cortesia Raspberry Pi Foundation.

Criar o aplicativo

Conclua as seguintes etapas em seu ambiente de desenvolvimento preferencial:

1. Crie um novo aplicativo de console .NET usando a CLI .NET ou Visual Studio. Nomeie-o LcdTutorial.

   dotnet new console -o LcdTutorial
   cd LcdTutorial
   

2. Adicione o pacote Iot.Device.Bindings ao projeto. Use .NET CLI do diretório do projeto ou Visual Studio.

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

3. Substitua o conteúdo do Program.cs pelo seguinte código:

   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);
   }
   

   No código anterior apresentado:

   • Uma declaração de uso cria uma instância de I2cDevice chamando I2cDevice.Create e passando um novo I2cConnectionSettings com os parâmetros busId e deviceAddress. Isso I2cDevice representa o ônibus I²C. A using declaração garante que o objeto seja descartado e os recursos de hardware sejam liberados corretamente.

     Aviso

     O endereço do dispositivo para o expansor gpio depende do chip usado pelo fabricante. Os expansores gpio equipados com um PCF8574 usam o endereço 0x27, enquanto aqueles que usam chips PCF8574A usam 0x3F. Consulte a documentação do LCD.

   • Outra declaração using cria uma instância de Pcf8574 e passa o I2cDevice para o construtor. Essa instância representa o expansor gpio.

   • Outra using declaração cria uma instância de Lcd2004 para representar a exibição. Vários parâmetros são passados para o construtor que descreve as configurações a serem usadas para se comunicar com o expansor gpio. O expansor GPIO é passado como controller parâmetro.

   • Um while loop é executado indefinidamente. Cada iteração:

     1. Limpa a exibição.
     2. Define a posição do cursor como a primeira posição na linha atual.
     3. Grava a hora atual na exibição na posição atual do cursor.
     4. Itera o contador de linhas atual.
     5. Espera 1000 ms.

4. Crie o aplicativo. Se estiver usando a CLI .NET, execute dotnet build. Para criar em Visual Studio, pressione Ctrl+Shift+B.

5. Implante o aplicativo no SBC como um aplicativo independente. Para obter instruções, consulte Deploy .NET aplicativos para Raspberry Pi. Certifique-se de conceder permissão de execução ao executável usando chmod +x.

6. Execute o aplicativo no Raspberry Pi acessando o diretório de implantação e executando o executável.

   ./LcdTutorial
   

   Observe a tela de caracteres LCD enquanto a hora atual é exibida em cada linha.

   Dica

   Se a exibição estiver iluminada, mas você não vir nenhum texto, tente ajustar o mostrador de contraste na parte de trás da exibição.

7. Encerre o programa pressionando Ctrl+C.

Parabéns! Você exibiu texto em um LCD usando um I²C e um expansor GPIO!

Obter o código-fonte

A origem deste tutorial está disponível em GitHub.

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