用树莓派驱动一个16×2的LCD

不管什么项目，如果加上一个液晶显示屏的话肯定都会看起来更棒。这篇文章将详解如何用树莓派的六个通用端口（GPIO）来连接一个廉价的HDD44780的小型LCD。当然也有用I2C或是UART来连接LCD的， 但是使用GPIO是最直接的方法。

这种方法的几个优势：

• 使得廉价的LCD得以应用
• 不需要I2C的驱动器
• 不会占用树莓派仅有的USB口
  

以下是用Python代码控制显示的时间日期以及IP地址。如果你的树莓派运行在Headless模式下（Headless模式是系统的一种配置模式。在该模式下系统缺少了显示设备、键盘或鼠标），能有个小的显示屏显示IP地址可是很有吸引力的。

• 一个标准的16×2的LCD
• Adafruit Pi Cobbler （树莓派GPIO的扩展设备，这里是以Cobbler为例，当然也可以用树莓派的breakout）
• 面包板
• 连接线
• 一个树莓派
  

本教程只适用于16×1, 16×2, 20×2, 20×4 的LCD

任何一个拥有16个引脚的LCD基本上都是用HD44780控制器来控制的。 这种类型的LCD的引脚都拥有相同的输入输出功能，所以比较容易使用。LCD采用的是并行接口，这就意味着树莓派需要提供多个引脚来控制它。本篇教程中我们会用到树莓派的4个数据引脚（4位模式）和两个控制引脚。

数据引脚可以直接传输数据到LCD上， 这里我们只让LCD处于写模式，不读取任何数据。

寄存器的选择引脚有两种用途。当设置为低位时，它可以发送指令到LCD（比如显示的位置或是清空屏幕），可理解为命令寄存器。 当设置为高位的时候，它使得LCD转为数据模式并且将数据传输到屏幕上。

读/写引脚在这里会被设置成低位（写模式），因为我们只是想让LCD作为一个输出设备。

LCD 各个引脚的定义：

• Ground
• VCC - 5v not 3.3v
• Contrast adjustment (VO) from potentiometer
• Register Select (RS). RS=0: Command, RS=1: Data
• Read/Write (R/W). R/W=0: Write, R/W=1: Read (we won’t use this pin)
• Clock (Enable). Falling edge triggered
• Bit 0 (Not used in 4-bit operation)
• Bit 1 (Not used in 4-bit operation)
• Bit 2 (Not used in 4-bit operation)
• Bit 3 (Not used in 4-bit operation)
• Bit 4
• Bit 5
• Bit 6
• Bit 7
• Backlight LED Anode (+)
• Backlight LED Cathode (-)
  

在连接这些引脚之前，先确认你的LCD的背光是否可以正常工作，背光应为LED的背光因为这只需要10－40mA的功率，但是若为EL的背光就需要200mA以上的功率了。EL背光的LCD往往会便宜些但是用起来比较难操作，确保你的LCD不是EL背光，否则会将整个树莓派的功率拖下来。还有一些LCD的LED背光没有自带的稳压电阻，所以在连接前要去确定好你的LCD是否需要加载额外的电阻来保证背光LED正常工作。

首先将Cobber的电源引脚连接到面包板的供电轨上。+5V的用红线连接到红线轨上（译者认为这里连接3.3V的就够了）， GND用黑线连接到蓝线轨上， 为了能使数据传到LCD上，我们将进行以下的连接。

• LCD的Pin 1脚接地(黑线)
• LCD的Pin 2脚接 +5V(红线)
• LCD的Pin 3脚接到分压器的中间位置（橙线）
• LCD的Pin 4脚接到Cobber的 #25位 （黄线）
• LCD的Pin 5脚接地（黑线）
• LCD的Pin 6脚接到Cobber的#24位
• LCD的Pin 7，8，9，10什么都不接
• LCD的Pin 11脚接 Cobber的 ＃23位（蓝线）
• LCD的Pin 12脚接 Cobber的 ＃17位 （紫线）
• LCD的Pin 13脚接 Cobber的 ＃21位 （灰线）（译者推荐这里连接＃18位）
• LCD的Pin 14脚接 Cobber的 ＃22位 （白线）
• LCD的Pin 15脚接 +5V（红线）
• LCD的Pin 16脚接地 （黑线）
  

分压器左边的引脚接地（黑线），右边的引脚接+5V（红线）。

树莓派配置的通用接口（GPIO）为3.3V，但是我们的LCD是需要5V配电的设备。如果我们仅仅是用LCD做树莓派的输出设备的话，连接5V的引脚当然没有问题。所以我们这里不使用Cobbler上3.3V的Pin口，并且我们将LCD上的RW（读写）脚接地，这样就避免了LCD向树莓派发送+5V的信号。

在你开始前，确认你有一组 0.1“规格的引脚和一个阻值为10K的分压器。

大部分LCD显示屏是需要16个引脚的，如果头部太长，可以适当剪短到合适的长度即可。

接着你需要将引脚和LCD焊接到一起。你必须这么做，不能只是扣上去就完事了。

首先将Cobbler上的+5V引脚跟GND引脚连接到面包板上。接着如图连接LCD的Pin1脚、Pin2脚、Pin15脚和Pin16脚连接到面包板的供电轨上。这个时候LCD的背光应该就亮了，如果没有亮请检查你的线路是否连接正常。

接着，将分压器中间的引脚按图中所示连接到LCD的Pin脚3上，其他两个引脚分别连接5V电源和地线。

扭动分压器直到LCD的第一行显示出方块来。如果看不到，检查一下线路是否连接正确。

按照电路图所示完成LCD最后RS（Pin 4脚），RW（Pin 5脚）， EN（Pin 6脚）， D4（Pin 11脚）， D5（Pin 12脚）， D6（Pin 13脚）和D7（Pin 14脚）的连接。

到这里，就可以用Python脚本来驱动LCD显示些东西了。

本教程是基于Debian的Wheezy系统写成的。必须要安装以下组件才能使用树莓派的GPIO口。

安装python（2.x）的最新开发套件：