37款傳感器與執(zhí)行器的提法，在網(wǎng)絡(luò)上廣泛流傳，其實(shí)Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止這37種的。鑒于本人手頭積累了一些傳感器和執(zhí)行器模塊，依照實(shí)踐出真知（一定要?jiǎng)邮肿觯┑睦砟睿詫W(xué)習(xí)和交流為目的，這里準(zhǔn)備逐一動手嘗試系列實(shí)驗(yàn)，不管成功（程序走通）與否，都會記錄下來---小小的進(jìn)步或是搞不掂的問題，希望能夠拋磚引玉。
【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實(shí)驗(yàn)八十五：LCD1602液晶顯示屏1602A模塊 藍(lán)屏黃綠屏灰屏5V 3.3V焊排針 IIC/I2C
1602液晶
也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。市面上字符液晶大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。
LCD
是 Liquid Crystal Display 的簡稱，意為“液態(tài)晶體顯示器”，也叫液晶顯示器。LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶盒，下基板玻璃上設(shè)置TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設(shè)置彩色濾光片，通過TFT上的信號與電壓改變來控制液晶分子的轉(zhuǎn)動方向，從而達(dá)到控制每個(gè)像素點(diǎn)偏振光出射與否而達(dá)到顯示目的。現(xiàn)在LCD已經(jīng)替代CRT成為主流，價(jià)格也已經(jīng)下降了很多，并已充分普及。
液晶
某些物質(zhì)在熔融狀態(tài)或被溶劑溶解之后，盡管失去固態(tài)物質(zhì)的剛性，卻獲得了液體的易流動性，并保留著部分晶態(tài)物質(zhì)分子的各向異性有序排列，形成一種兼有晶體和液體的部分性質(zhì)的中間態(tài)， 這種由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化過程中存在的取向有序流體稱為液晶。液晶是在自然界中出現(xiàn)的一種十分新奇的中間態(tài)，并由此引發(fā)了一個(gè)全新的研究領(lǐng)域。自然界是由各種各樣不同的物質(zhì)組成。以前，人們熟知的是物質(zhì)存在有3態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。而固態(tài)又可以分為晶態(tài)和非晶態(tài)。在晶態(tài)固體中分子具有取向有序性和位置有序性，即所謂的長程有序。當(dāng)然這些分子在平衡位置會發(fā)生少許振動，但平均說來，它們一直保持這種高度有序的排列狀態(tài)。
當(dāng)通電時(shí)導(dǎo)通，排列變得有秩序，使光線容易通過；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。從技術(shù)上簡單地說，液晶面板包含了兩片相當(dāng)精致的無鈉玻璃素材，稱為Substrates，中間夾著一層液晶。當(dāng)光束通過這層液晶時(shí)，液晶本身會排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過。大多數(shù)液晶都屬于有機(jī)復(fù)合物，由長棒狀的分子構(gòu)成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長軸大致平行。將液晶倒入一個(gè)經(jīng)精良加工的開槽平面，液晶分子會順著槽排列，所以假如那些槽非常平行，則各分子也是完全平行的。液晶是一種介于晶體狀態(tài)和液態(tài)狀態(tài)之間的中間物質(zhì)。它兼有液體和晶體的某些特點(diǎn)，表現(xiàn)出一些獨(dú)特的性質(zhì)。
液晶顯示材料
具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：驅(qū)動電壓低、功耗微小、可靠性高、顯示信息量大、彩色顯示、無閃爍、對人體無危害、生產(chǎn)過程自動化、成本低廉、可以制成各種規(guī)格和類型的液晶顯示器，便于攜帶等。由于這些優(yōu)點(diǎn)。用液晶材料制成的計(jì)算機(jī)終端和電視可以大幅度減小體積等。液晶顯示技術(shù)對顯示顯像產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了深刻影響，促進(jìn)了微電子技術(shù)和光電信息技術(shù)的發(fā)展。液晶顯示材料最常見的用途是電子表和計(jì)算器的顯示板，為什么會顯示數(shù)字呢？原來這種液態(tài)光電顯示材料，利用液晶的電光效應(yīng)把電信號轉(zhuǎn)換成字符、圖像等可見信號。液晶在正常情況下，其分子排列很有秩序，顯得清澈透明，一旦加上直流電場后，分子的排列被打亂，一部分液晶會改變光的傳播方向，液晶屏前后的偏光片會阻擋特定方向的光線，從而產(chǎn)生顏色深淺的差異，因而能顯示數(shù)字和圖象。
LCD 構(gòu)成
1．背光源（或背光模組）——由于液晶分子自身是無法發(fā)光的，因此若想出現(xiàn)畫面，液晶顯示器需要專門的發(fā)光源來提供光線，然后經(jīng)過液晶分子的偏轉(zhuǎn)來產(chǎn)生不同的顏色。而背光源起到的就是提供光能的作用。之前液晶顯示器采用的都是名叫CCFL的冷陰極射線管，其發(fā)光原理與日光燈幾乎完全相同，而現(xiàn)在新品液晶顯示器都采用了更加節(jié)能、長壽面的LED背光源。燈管（或LED）發(fā)光后藉由導(dǎo)光板將光線分布到各處，通過背面的反射板將所有的光線的方向集中朝向液晶分子。最后光線通過prism sheet以及擴(kuò)散板將光線均勻的散發(fā)出去，避免出現(xiàn)中央亮度過高、四周亮度過低的情況。
2．上下層兩個(gè)偏光片——偏光片的作用是讓光線從單方向通過。
3．上層和下層兩塊玻璃基板——玻璃基板不僅僅是兩塊玻璃那么簡單，其內(nèi)側(cè)具有溝槽結(jié)構(gòu)，并附著配向膜，可以讓液晶分子沿著溝槽整齊的排列。在上、下兩層玻璃兩側(cè)會貼有TFT薄膜晶體管和彩色濾光片。
4．ITO透明導(dǎo)電層——其作用是提供導(dǎo)電通路，分為像素電極（P級）和公共電極（M級）。在下一頁中我們?yōu)榇蠹抑v解液晶面板結(jié)構(gòu)更多的內(nèi)容。
5．薄膜晶體管（就是我們經(jīng)常所說的TFT）——我們經(jīng)常說TFT-LCD，其實(shí)際上指的就是這個(gè)薄膜晶體管，它的作用類似于開關(guān)，TFT能夠控制IC控制電路上的信號電壓，并將其輸送到液晶分子中，決定液晶分子偏轉(zhuǎn)的角度大小，因此其是非常重要的一個(gè)部件。
6．液晶分子層 ——液晶分子層是改變光線偏光狀態(tài)最重要的元素，通過電力和彈性力共同決定其排列和偏光狀態(tài)。
7．彩色濾光片——通過液晶分子偏轉(zhuǎn)的光線只能顯示不同的灰階，但是不能提供紅、綠、藍(lán)（RGB）三原色，而彩色濾光片則由RGB三種過濾片組成，通過三者混和調(diào)節(jié)各個(gè)顏色與亮度。液晶面板中每一個(gè)像素由紅、綠、藍(lán)3個(gè)點(diǎn)構(gòu)成，每種顏色的點(diǎn)各自擁有不同的灰階變化。
LCD與OLED的不同點(diǎn)
雖然在一定環(huán)境下觀看LCD顯示屏?xí)霈F(xiàn)色彩失真的現(xiàn)象，但這并不代表LCD一點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)都沒有，存在即合理，LCD也還是具有很多優(yōu)點(diǎn)的。例如消費(fèi)者最關(guān)心的功率消耗的問題，LCD的功率消耗量是比較小的，而且一般LCD顯示屏都會采用數(shù)字式接口，用起來也是非常方便的。
OLED的工作原理是利用ITO玻璃透明電極和金屬電極分別作為期間的陽極和也陰極，在一定電壓驅(qū)動下，電子和空穴分別從陰極和陽極注入到電子傳輸層和空穴傳輸層，然后分別遷移到發(fā)光層激發(fā)后發(fā)出可見光。OLED的顯示核心是自發(fā)光體，與LCD相比，雖然OLED的成本相對較高，但它快速響應(yīng)時(shí)間可縮短為微妙級別，因?yàn)槠洳恍枰彻?，所以具有寬視角的特性，上下左右的視角寬度可高達(dá)170度。此外，由于OLED理論上可以顯示無窮種色彩，所以即便是顯示黑色，也是可以達(dá)到全黑畫面的，這在對比度上就擁有了很大的優(yōu)勢。OLED屏可以做到彎曲、折疊的狀態(tài)，然而OLED最大的優(yōu)勢還不止對比度一點(diǎn)，OLED擁有超薄面板、重量輕的特點(diǎn)，值得一提的是，OLED屏可以做到彎曲、折疊，甚至可以像一張紙一樣掛在墻上、放在口袋里、鑲在衣服上。所以O(shè)LED更是受到大眾的喜愛?？偟膩碚f，OLED在圖像質(zhì)量與超薄的特點(diǎn)方面略勝一籌，在未來顯示行業(yè)中，OLED也將處于領(lǐng)先的趨勢。不過目前OLED受限于生產(chǎn)成本，在突破大尺寸顯示屏方面遭遇了瓶頸，在考慮成本方面，近些年OLED有望轉(zhuǎn)戰(zhàn)小屏市場，但無論如何，OLED仍將是未來幾年顯示行中的一匹黑馬。
LCD1602液晶屏5V顯示模塊
1602字符型液晶也叫1602液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣型液晶模塊。字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。
1602模塊管腳功能
1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：
第1引腳：GND為電源地
第2引腳：VCC接5V電源正極
第3引腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高（對比度過高時(shí)會 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度）。
第4引腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。
第5引腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。
第6引腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。
第7～14引腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。
第15引腳背光正極，
第16引腳背光負(fù)極。
1602模塊電原理圖
IIC/I2C接口LCD1602轉(zhuǎn)接板
控制板IO口只有20個(gè)，加些傳感器、SD卡啥的，繼電器等模塊多了，IO口就不夠用了，原來的1602屏至少需要7個(gè)IO口才能驅(qū)動起來，這個(gè)模塊可以幫你省5個(gè)IO口。
參數(shù)
1.供電電壓：+5V
2.支持I2C協(xié)議
3.具有背光燈，和對比度調(diào)節(jié)電位器
4.4線輸出更簡單
5.設(shè)備地址：0x27
PCF8574
用于 I2C 總線的遠(yuǎn)程 8 位 I/O 擴(kuò)展器，該8位輸入/輸出（I/O）擴(kuò)展器用于雙線雙向總線（I2c），設(shè)計(jì)用于2.5-V至6-V VCC操作。PCF8574設(shè)備通過I2C接口[串行時(shí)鐘（SCL）、串行數(shù)據(jù)（SDA）]為大多數(shù)微控制器系列提供通用遠(yuǎn)程I/O擴(kuò)展。該設(shè)備具有一個(gè)8位準(zhǔn)雙向I/O端口（p0-p7），包括用于直接驅(qū)動LED的高電流驅(qū)動能力的鎖存輸出。每個(gè)準(zhǔn)雙向I/O可以用作輸入或輸出，而無需使用數(shù)據(jù)方向控制信號。通電時(shí)，I/O很高。在此模式下，只有VCC的電流源處于激活狀態(tài)。
實(shí)驗(yàn)開源代碼
/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實(shí)驗(yàn)八十五： LCD1602A液晶屏5V顯示模塊（IIC/I2C接口）
項(xiàng)目一：尋找查詢設(shè)備IIC地址，在串口上即可看到1602的地址
這里查詢結(jié)果是“0x27”（這個(gè)地址不對的話，實(shí)測無法燒錄程序）
Arduino------LCD1602
5V-------------VCC
GND-----------GND
A4-----------SDA IIC 數(shù)據(jù)線
A5-----------SCL IIC 時(shí)鐘線
*/
#include <Wire.h>
void setup(){
Wire.begin();
Serial.begin(9600);
Serial.println("\nI2C Scanner");
}
void loop(){
byte error, address;
int nDevices;
Serial.println("Eagler8 Scanning...");
nDevices = 0;
for (address = 1; address < 127; address++ ){
Wire.beginTransmission(address);
error = Wire.endTransmission();
if (error == 0){
Serial.print("I2C device found at address 0x");
if (address < 16)
Serial.print("0");
Serial.print(address, HEX);
Serial.println(" !");
nDevices++;
}
else if (error == 4){
Serial.print("Unknow error at address 0x");
if (address < 16)
Serial.print("0");
Serial.println(address, HEX);
}
}
if (nDevices == 0)
Serial.println("No I2C devices found\n");
else
Serial.println("done\n");
delay(5000);
}
實(shí)驗(yàn)串口返回情況
/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實(shí)驗(yàn)八十五： LCD1602A液晶屏5V顯示模塊（IIC/I2C接口）
項(xiàng)目二：顯示字符“Welcome to Eagler8”
Arduino------LCD1602
5V-------------VCC
GND-----------GND
A4-----------SDA IIC 數(shù)據(jù)線
A5-----------SCL IIC 時(shí)鐘線
*/
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);
void MyPrintLCD(String MyString){
for (int i=0;i<MyString.length();i++)
lcd.write(MyString.charAt(i));
}
void setup(){
lcd.init();
lcd.backlight();
MyPrintLCD("Welcome to ");
lcd.setCursor(0,1);
MyPrintLCD(" Eagler8");
}
void loop(){
}
實(shí)驗(yàn)開源圖形編程（Mixly、Mind+、編玩邊學(xué)）
實(shí)驗(yàn)開源仿真編程（Linkboy V4.2）
