I2Cを使ってLCDに文字を表示させる！①（C言語）

こんにちは。駆け出しエンジニアのまっきーです。

今回は、I2Cを使ってLCDに文字表示をさせたいと思います。

1 準備、用語解説
2 実装

準備、用語解説

使用したもの

RaspberryPi３B+
I2C LCD　Display（16＊2）
1602　I2Cキャラクタ表示液晶
８ピンジャンパワイヤ（メス・メス）

↑８ピンでなくてもよい

上記のもの（RaspberryPiを除く）は全て下記のセットに同梱されています。

https://amzn.to/2QKiZzf

それではまずI2Cとは何かから説明していきます。

I2Cとは

I2Cとは、クロックに同期させて通信を行う同期式シリアル通信です。

この通信では２本の信号線を用います。

SDA(Serial DAta line)　データ信号
SCL(Serial Clock Line)　クロック信号

SCLで同期をとり、SDAでデータを送受信するということですね。

それぞれの通信にはプルアップ抵抗（Rp）を使います。

通信をする際にはマスタ、スレーブと役割を分け、マスタからスレーブに対して送信、受信の指示を送ります。

LCDとは

LCD(Liquid Crystal Display)とは、液晶ディスプレイと呼ばれ、生活の様々な場面で使用されています。

今回使用するLCDはこのようなものです。

最大(16＊2)文字を下の図のように表示させることができます。

文字の表示は、下のASCIIコードに従います。

例えば、1は00110001と表せます。16進数にすると0x31です。

LCDデータシート

実装

目的

LCDの画面に文字を表示させることを目的とします。

事前準備

今回参考に（ほぼやることは同じですが笑）したのはこちらのホームページです。

Osoyooの解説ページです。

スターターキットに従って多くのチュートリアルを載せてくれています。

それでは設定を始めていきましょう。

①まず設定画面からI2Cを有効にして、再起動をします。

②再起動が終了したら次のコマンドを入力してください。

$ ls /dev/*i2c*
/dev/i2c-1

1 2	$ ls /dev/i2c /dev/i2c-1

デバイス名が表示されれば、設定は成功です。

③次に、スレーブアドレスを取得します。

I2Cの説明でも少し触れましたが、スレーブアドレスというものを使います。これは基本的にはメーカーで固定されています。

$ i2cdetect -y 1

1	$ i2cdetect -y 1

スレーブアドレスが表示されます。

私と同じものを使用している場合、0x27もしくは0x3Fと表示されると思います。

これで、準備は完了です。次に、電子回路です。

電子回路図

ラズパイのピンにそのままさして構いません。（接続には最新の注意を払いましょう）

プログラム

#include < stdio.h>
#include < wiringPi.h>
#include < wiringPiI2C.h>
#include < string.h>
int LCDAddr = 0x27;//I2c address of LCD, some LCD i2c address might be 0x27
int BLEN = 0;//1--open backlight.0--close backlight
int fd;//linux file descriptor
//send an  16 bits data to LCD buffer
void write_word(int data){
    int temp = data;
    if ( BLEN == 1 )
        temp |= 0x08;
    else
        temp &= 0xF7;
    wiringPiI2CWrite(fd, temp);
}
//send control command to lcd
void send_command(int comm){
    int buf;
    // Send bit7-4 firstly
    buf = comm & 0xF0;
    buf |= 0x04;            // RS = 0, RW = 0, EN = 1
    write_word(buf);
    delay(2);
    buf &= 0xFB;            // Make EN = 0
    write_word(buf);
    // Send bit3-0 secondly
    buf = (comm & 0x0F) 
    buf |= 0x04;            // RS = 0, RW = 0, EN = 1
    write_word(buf);
    delay(2);
    buf &= 0xFB;            // Make EN = 0
    write_word(buf);
}
//send character to lcd
void send_data(int data){
    int buf;
    // Send bit7-4 firstly
    buf = data & 0xF0;
    buf |= 0x05;            // RS = 1, RW = 0, EN = 1
    write_word(buf);
    delay(2);
    buf &= 0xFB;            // Make EN = 0
    write_word(buf);
    // Send bit3-0 secondly
    buf = (data & 0x0F) 
    buf |= 0x05;            // RS = 1, RW = 0, EN = 1
    write_word(buf);
    delay(2);
    buf &= 0xFB;            // Make EN = 0
    write_word(buf);
}
//initialize the lcd
void init(){
    send_command(0x33); // Must initialize to 8-line mode at first
    delay(5);
    send_command(0x32); // Then initialize to 4-line mode
    delay(5);
    send_command(0x28); // 2 Lines & 5*7 dots
    delay(5);
    send_command(0x0C); // Enable display without cursor
    delay(5);
    send_command(0x01); // Clear Screen
    wiringPiI2CWrite(fd, 0x08);
}
//clear screen
void clear(){
    send_command(0x01); //clear Screen
}
//Print the message on the lcd
void write(int x, int y, char data[]){
    int addr, i;
    int tmp;
    if (x < 0) x = 0; if (x > 15) x = 15;
    if (y < 0) y = 0; if (y > 1)  y = 1;
    // Move cursor
    addr = 0x80 + 0x40 * y + x;
    send_command(addr);
    
    tmp = strlen(data);
    for (i = 0; i < tmp; i++){
        send_data(data[i]);
    }
}
void print_info()
{
    printf("\n");
    printf("|***************************|\n");
    printf("|    IIC 1602 LCD test      |\n");
    printf("| --------------------------|\n");
    printf("| | LCD |            | Pi   |\n");
    printf("| --------------------------|\n");
    printf("| | GND | connect to | GND  |\n");
    printf("| | VCC | connect to | 5V   |\n");
    printf("| | SDA | connect to | SDA.1|\n");
    printf("| | SCL | connect to | SCL.1|\n");
    printf("| --------------------------|\n");
    printf("|                     OSOYOO|\n");
    printf("|***************************|\n");
    printf("Program is running...\n");
    printf("Press Ctrl+C to end the program\n");
}
int main(){
    //init I2C, assign a buffer handler to variable fd
    fd = wiringPiI2CSetup(LCDAddr);
    init();
    print_info();
    write(0, 0, "Hi man.Welcome ");
    write(0, 1, "to osoyoo.com");
    delay(3000);
    clear();
    while(1){
        write(0,0,"This is Lesson13");
        write(0,1,"IIC LCD Test");
        delay(1000);
    }
    return 0;
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

#include < stdio.h>

#include < wiringPi.h>

#include < wiringPiI2C.h>

#include < string.h>

int LCDAddr = 0x27;//I2c address of LCD, some LCD i2c address might be 0x27

int BLEN = 0;//1--open backlight.0--close backlight

int fd;//linux file descriptor

//send an 16 bits data to LCD buffer

void write_word(int data){

int temp = data;

if ( BLEN == 1 )

temp |= 0x08;

else

temp &= 0xF7;

wiringPiI2CWrite(fd, temp);

}

//send control command to lcd

void send_command(int comm){

int buf;

// Send bit7-4 firstly

buf = comm & 0xF0;

buf |= 0x04; // RS = 0, RW = 0, EN = 1

write_word(buf);

delay(2);

buf &= 0xFB; // Make EN = 0

write_word(buf);

// Send bit3-0 secondly

buf = (comm & 0x0F)

buf |= 0x04; // RS = 0, RW = 0, EN = 1

write_word(buf);

delay(2);

buf &= 0xFB; // Make EN = 0

write_word(buf);

}

//send character to lcd

void send_data(int data){

int buf;

// Send bit7-4 firstly

buf = data & 0xF0;

buf |= 0x05; // RS = 1, RW = 0, EN = 1

write_word(buf);

delay(2);

buf &= 0xFB; // Make EN = 0

write_word(buf);

// Send bit3-0 secondly

buf = (data & 0x0F)

buf |= 0x05; // RS = 1, RW = 0, EN = 1

write_word(buf);

delay(2);

buf &= 0xFB; // Make EN = 0

write_word(buf);

}

//initialize the lcd

void init(){

send_command(0x33); // Must initialize to 8-line mode at first

delay(5);

send_command(0x32); // Then initialize to 4-line mode

delay(5);

send_command(0x28); // 2 Lines & 5*7 dots

delay(5);

send_command(0x0C); // Enable display without cursor

delay(5);

send_command(0x01); // Clear Screen

wiringPiI2CWrite(fd, 0x08);

}

//clear screen

void clear(){

send_command(0x01); //clear Screen

}

//Print the message on the lcd

void write(int x, int y, char data[]){

int addr, i;

int tmp;

if (x < 0) x = 0; if (x > 15) x = 15;

if (y < 0) y = 0; if (y > 1) y = 1;

// Move cursor

addr = 0x80 + 0x40 * y + x;

send_command(addr);

tmp = strlen(data);

for (i = 0; i < tmp; i++){

send_data(data[i]);

}

void print_info()

{

printf("\n");

printf("|***************************|\n");

printf("| IIC 1602 LCD test |\n");

printf("| --------------------------|\n");

printf("| | LCD | | Pi |\n");

printf("| --------------------------|\n");

printf("| | GND | connect to | GND |\n");

printf("| | VCC | connect to | 5V |\n");

printf("| | SDA | connect to | SDA.1|\n");

printf("| | SCL | connect to | SCL.1|\n");

printf("| --------------------------|\n");

printf("| OSOYOO|\n");

printf("|***************************|\n");

printf("Program is running...\n");

printf("Press Ctrl+C to end the program\n");

}

int main(){

//init I2C, assign a buffer handler to variable fd

fd = wiringPiI2CSetup(LCDAddr);

init();

print_info();

write(0, 0, "Hi man.Welcome ");

write(0, 1, "to osoyoo.com");

delay(3000);

clear();

while(1){

write(0,0,"This is Lesson13");

write(0,1,"IIC LCD Test");

delay(1000);

}

return 0;

}

サンプルプログラムをコピペしました。

ただし、スレーブアドレス（LCDAddr）は自分のデバイスのアドレスに設定してください。

実行すると…

;がなかったり、if文がおかしかったりします。エラーを修正しましょう。

再度実行すると…

画面が暗くなり、文字も表示されません...

ん～、サンプルプログラムなのになんででしょう。

しっかりプログラムの意味を読み解く必要がありそうですね。

「I2Cを使ってLCDに文字を表示させる！②（C言語）」に続きをまとめてあります！

: ラズパイでSPI通信に挑戦！（理論編）| C言語

続きを見る

: ラズパイでSPI通信に挑戦！（実装編）| C言語

続きを見る

I2Cを使ってLCDに文字を表示させる！①（C言語）

準備、用語解説

使用したもの

I2Cとは

LCDとは

実装

目的

事前準備

電子回路図

プログラム

ラズパイでSPI通信に挑戦！（理論編）| C言語

ラズパイでSPI通信に挑戦！（実装編）| C言語