7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（一定要動手做）的理念，以學(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)一百三十三：LCD1602 字符液晶屏 輸入輸出擴(kuò)展板 LCD Keypad Shield

LCD

LCD 即 Liquid Crystal Display 的首字母縮寫，意為“液態(tài)晶體顯示器”，即液晶顯示器。而 LED 顯示器是指液晶顯示器（LCD）中的一種，即以 LED（發(fā)光二極管）為背光光源的液晶顯示器（LCD）?？梢?，LCD 是包括 LED的。與 LED 顯示器相對應(yīng)的實(shí)際上是 CCFL顯示器。

工作原理

液晶從形狀和外觀看上去都是一種液體，但它的水晶式分子結(jié)構(gòu)又表現(xiàn)出固體的形態(tài)。像磁場中的金屬一樣，當(dāng)受到外界電場影響時，其分子會產(chǎn)生精確的有序排列；如對分子的排列加以適當(dāng)?shù)目刂?，液晶分子將會允許光線穿透；光線穿透液晶的路徑可由構(gòu)成它的分子排列來決定，這又是固體的一種特征。液晶是一種有機(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。液晶屏（Liquid Crystal Display，以下簡稱LCD）第一個特點(diǎn)是必須將液晶灌入兩個列有細(xì)槽的平面之間才能正常工作。這兩個平面上的槽互相垂直（90度相交），也就是說，若一個平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子?xùn)|西向排列，而位于兩個平面之間的分子被強(qiáng)迫進(jìn)入一種90度扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經(jīng)過液晶時也被扭轉(zhuǎn)90度。但當(dāng)液晶上加一個電壓時，分子便會重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。LCD的第二個特點(diǎn)是它依賴極化濾光片和光線本身，自然光線是朝四面八方隨機(jī)發(fā)散的，極化濾光片實(shí)際是一系列越來越細(xì)的平行線。這些線形成一張網(wǎng)，阻斷不與這些線平行的所有光線，極化濾光片的線正好與第一個垂直，所以能完全阻斷那些已經(jīng)極化的光線。 只有兩個濾光片的線完全平行，或者光線本身已扭轉(zhuǎn)到與第二個極化濾光片相匹配，光線才得以穿透。LCD正是由這樣兩個相互垂直的極化濾光片構(gòu)成，所以在正常情況下應(yīng)該阻斷所有試圖穿透的光線。但是，由于兩個濾光片之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個濾光片后，會被液晶分子扭轉(zhuǎn)90度，最后從第二個濾光片中穿出。另一方面，若為液晶加一個電壓，分子又會重新排列并完全平行，使光線不再扭轉(zhuǎn)，所以正好被第二個濾光片擋住。以Synaptics TDDI技術(shù)為例，是將觸摸控制器和顯示驅(qū)動器整合到了單一芯片中，這減少了組件數(shù)量，簡化了設(shè)計(jì)。ClearPad 4291支持混合多點(diǎn)內(nèi)嵌式設(shè)計(jì)，因利用了液晶顯示器（LCD）中的已有層，因而無需分立式觸控傳感器。ClearPad 4191又前進(jìn)了一步，利用了LCD中已有的電極，因此實(shí)現(xiàn)了更加簡潔的系統(tǒng)架構(gòu)。這兩款解決方案都使觸控屏更薄、顯示器更明亮，有助于改進(jìn)智能手機(jī)和平板電腦設(shè)計(jì)的整體美學(xué)效果。對于反射式的TN（扭轉(zhuǎn)向列型 Twisted Nematic）液晶顯示器其構(gòu)造由如下幾層組成：極化濾光片、玻璃、相互絕緣又透明的縱橫兩組電極、液晶體、電極、玻璃、極化濾光片、反射片。

LCD1602

也叫1602字符型液晶，它能顯示2行字符信息，每行又能顯示16個字符，所以簡稱1602。它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號的點(diǎn)陣型液晶模塊。它是由字符型液晶顯示屏（LCD）、控制驅(qū)動主電路HD44780及其擴(kuò)展驅(qū)動電路HD44100，以及少量電阻、電容元件和結(jié)構(gòu)件等裝配在PCB板上而組成。由若干個5x7或者5x10的點(diǎn)陣字符位組成，每個點(diǎn)陣字符位都可以用顯示一個字符，每位之間有一個點(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?，所以它不能很好的顯示圖片。不同廠家生產(chǎn)的LCD1602芯片可能有所不同，但使用方法都是一樣的。為了降低成本，絕大多數(shù)制造商都直接將裸片做到板子上。采用單+5V 電源供電，外圍電路配置簡單，價格便宜，具有很高的性價比。

LCD1602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，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會 產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個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時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。

第5引腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進(jìn)行讀操作，低電平(0)時進(jìn)行寫操作。

第6引腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時讀取信息，負(fù)跳

變時執(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。

LCD1602 電原理圖

LCD1602的指令說明

LCD Keypad Shield擴(kuò)展板
是一款提供2行16字符液晶顯示的Arduino擴(kuò)展板。擴(kuò)展了多個按鍵輸入，可供用戶作為LCD顯示屏的菜單選擇按鍵或者操控按鍵使用。一個擴(kuò)展板就能讓你與Arduino設(shè)備進(jìn)行互動。我們還擴(kuò)展Arduino Reset按鍵，方便用戶進(jìn)行軟件調(diào)試。用戶通過調(diào)節(jié)擴(kuò)展板上的藍(lán)色電位器，能夠幫助您調(diào)節(jié)LCD屏的對比度。

對于Arduino初學(xué)者來說，不必為繁瑣復(fù)雜液晶驅(qū)動電路連線而頭疼了，這款LCD擴(kuò)展板將電路簡化，直接將此板插到Arduino Duemilanove 或 Uno控制器上即可使用，調(diào)用Arduino自帶的LCD庫，簡單的幾行代碼便可以完成數(shù)據(jù)和字符的顯示功能，有興趣的朋友還能學(xué)習(xí)自定義顯示內(nèi)容。

LCD Keypad Shield擴(kuò)展板技術(shù)規(guī)格

1602藍(lán)色背景液晶(2行16字節(jié))

具有LCD對比度調(diào)節(jié)功能

5個按鍵輸入

擴(kuò)展模擬信號傳感器接口和數(shù)字口

ICSP編程接口

具有APC220，藍(lán)牙V3接口

尺寸：58x80mm

模塊應(yīng)用

鍋爐控制面板

機(jī)器人控制面板

環(huán)境監(jiān)控設(shè)備

機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控

LCD Keypad Shield擴(kuò)展板模塊電原理圖

LCD Keypad Shield輸入輸出擴(kuò)展板使用2行16個字符液晶，具有對比度調(diào)節(jié)和背光燈，使用1個模擬口便完成5個按鍵的輸入，1個復(fù)位按鍵，未使用的IO口都擴(kuò)展出來備用，充分利用IO口。占用數(shù)字端口：PIN4（DB4），5（DB5），6（DB6），7（DB7），8（RS），9（E），10（背光控制），模擬按鍵端口A0。

引腳定義

模擬A0??按鈕（選擇、向上、向右、向下和向左）

數(shù)字4??DB4

數(shù)字5??DB5

數(shù)字6??DB6

數(shù)字7??DB7

數(shù)字8??RS（數(shù)據(jù)或信號顯示選擇）

數(shù)字9??復(fù)位

數(shù)字10 背光控制

Arduino實(shí)驗(yàn)開源代碼

Arduino實(shí)驗(yàn)場景圖

按下不同按鍵的輸出顯示

Arduino實(shí)驗(yàn)開源代碼

Arduino實(shí)驗(yàn)場景圖

實(shí)驗(yàn)開源仿真編程（Linkboy V4.62）