Arduino与1602 LCD显示屏

2.2 液晶显示原理：关键组件与工作流程

1. 背光源 (Backlight)：提供均匀的背景光。
2. 第一偏振片 (Input Polarizer)：将自然光转换为特定方向的偏振光。
3. 液晶层 (Liquid Crystal Layer)：
   • 液晶分子填充在两块带有透明电极的玻璃基板之间。
   • 玻璃基板内侧有取向膜，使得在不通电时，液晶分子从上到下呈90度扭曲排列（螺旋结构）。
   • 当偏振光通过这层扭曲的液晶时，其偏振方向也会随之旋转90度。
4. 第二偏振片 (Output Polarizer)：其偏振方向通常与第一偏振片垂直。
5. 像素显示逻辑：
   • 不通电 (像素亮)：光线通过第一偏振片 -> 经过扭曲液晶层，偏振方向旋转90度 -> 此时光线振动方向与第二偏振片方向一致 -> 光线通过第二偏振片，该像素点亮。
   • 通电 (像素暗)：施加电场后，液晶分子克服扭曲力，顺着电场方向排列（垂直于玻璃基板），失去扭转光线偏振方向的能力 -> 光线通过第一偏振片后，直接到达第二偏振片 -> 由于其振动方向与第二偏振片垂直，光线被阻挡，该像素点暗。

3.2 普通并行连接 - 代码示例

#include <LiquidCrystal.h>

// 初始化LiquidCrystal库的引脚 (RS, E, D4, D5, D6, D7)
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  // 设置LCD的列数和行数
  lcd.begin(16, 2);
  // 打印信息到LCD
  lcd.print("Hello, Arduino!");
}

void loop() {
  // 将光标设置到第二行第一列
  lcd.setCursor(0, 1);
  // 打印计数器
  lcd.print(millis() / 1000);
}

#---

3.3 普通并行连接 - 优缺点

• 优点：
  • 无需额外模块，成本相对较低（如果不算I2C模块的成本）。
  • 响应速度较快。
• 缺点：
  • 占用Arduino较多的IO口，对于IO资源紧张的项目可能不适用。
  • 接线相对复杂。

4.3 I2C连接方式 - 代码示例

#include <Wire.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

// 设置LCD的I2C地址 (例如0x27) 和尺寸 (16列2行)
// 对于常见的PCF8574模块，通常是：
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
// 如果是0x3F地址，则为: LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 16, 2);
void setup() {
  // 初始化LCD
  lcd.init();
  // 点亮背光
  lcd.backlight();
  lcd.print("I2C LCD Test!");
}
void loop() {
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Time: ");
  lcd.print(millis() / 1000);
  delay(1000);
  lcd.clear(); // 清除第二行，避免数字重叠
  lcd.print("I2C LCD Test!"); // 重新打印第一行，因为clear会清除整个屏幕
}

4.4 I2C连接方式 - 优缺点

• 优点：
  • 极大节省Arduino的IO口，只需2个I2C引脚。
  • 接线简单明了。
  • 方便在同一I2C总线上连接多个设备。
• 缺点：
  • 需要额外的I2C转接模块，增加少量成本。
  • 响应速度可能略慢于并行连接（但在多数应用中影响不大）。
  • 需要正确配置I2C地址和使用对应的库。