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[经验] 【Arduino】108种传感器模块系列实验(88)--- LCD1602液晶屏模块

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    2020-4-8 06:11
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    [LV.8]以坛为家I

     楼主| 发表于 2019-8-11 07:47 | 显示全部楼层
    液晶显示材料
    具有明显的优点:驱动电压低、功耗微小、可靠性高、显示信息量大、彩色显示、无闪烁、对人体无危害、生产过程自动化、成本低廉、可以制成各种规格和类型的液晶显示器,便于携带等。由于这些优点。用液晶材料制成的计算机终端和电视可以大幅度减小体积等。液晶显示技术对显示显像产品结构产生了深刻影响,促进了微电子技术和光电信息技术的发展。液晶显示材料最常见的用途是电子表和计算器的显示板,为什么会显示数字呢?原来这种液态光电显示材料,利用液晶的电光效应把电信号转换成字符、图像等可见信号。液晶在正常情况下,其分子排列很有秩序,显得清澈透明,一旦加上直流电场后,分子的排列被打乱,一部分液晶会改变光的传播方向,液晶屏前后的偏光片会阻挡特定方向的光线,从而产生颜色深浅的差异,因而能显示数字和图象。

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     楼主| 发表于 2019-8-11 08:28 | 显示全部楼层
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    LCD 构成
    1.背光源(或背光模组)——由于液晶分子自身是无法发光的,因此若想出现画面,液晶显示器需要专门的发光源来提供光线,然后经过液晶分子的偏转来产生不同的颜色。而背光源起到的就是提供光能的作用。之前液晶显示器采用的都是名叫CCFL的冷阴极射线管,其发光原理与日光灯几乎完全相同,而现在新品液晶显示器都采用了更加节能、长寿面的LED背光源。灯管(或LED)发光后藉由导光板将光线分布到各处,通过背面的反射板将所有的光线的方向集中朝向液晶分子。最后光线通过prism sheet以及扩散板将光线均匀的散发出去,避免出现中央亮度过高、四周亮度过低的情况。
    2.上下层两个偏光片——偏光片的作用是让光线从单方向通过。
    3.上层和下层两块玻璃基板——玻璃基板不仅仅是两块玻璃那么简单,其内侧具有沟槽结构,并附着配向膜,可以让液晶分子沿着沟槽整齐的排列。在上、下两层玻璃两侧会贴有TFT薄膜晶体管和彩色滤光片。
    4.ITO透明导电层——其作用是提供导电通路,分为像素电极(P级)和公共电极(M级)。在下一页中我们为大家讲解液晶面板结构更多的内容。
    5.薄膜晶体管(就是我们经常所说的TFT)——我们经常说TFT-LCD,其实际上指的就是这个薄膜晶体管,它的作用类似于开关,TFT能够控制IC控制电路上的信号电压,并将其输送到液晶分子中,决定液晶分子偏转的角度大小,因此其是非常重要的一个部件。
    6.液晶分子层 ——液晶分子层是改变光线偏光状态最重要的元素,通过电力和弹性力共同决定其排列和偏光状态。
    7.彩色滤光片——通过液晶分子偏转的光线只能显示不同的灰阶,但是不能提供红、绿、蓝(RGB)三原色,而彩色滤光片则由RGB三种过滤片组成,通过三者混和调节各个颜色与亮度。液晶面板中每一个像素由红、绿、蓝3个点构成,每种颜色的点各自拥有不同的灰阶变化。

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     楼主| 发表于 2019-8-11 08:43 | 显示全部楼层
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     楼主| 发表于 2019-8-11 08:55 | 显示全部楼层
    LCD与OLED的不同点
    虽然在一定环境下观看LCD显示屏会出现色彩失真的现象,但这并不代表LCD一点优点都没有,存在即合理,LCD也还是具有很多优点的。例如消费者最关心的功率消耗的问题,LCD的功率消耗量是比较小的,而且一般LCD显示屏都会采用数字式接口,用起来也是非常方便的。

    OLED的工作原理是利用ITO玻璃透明电极和金属电极分别作为期间的阳极和也阴极,在一定电压驱动下,电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子传输层和空穴传输层,然后分别迁移到发光层激发后发出可见光。OLED的显示核心是自发光体,与LCD相比,虽然OLED的成本相对较高,但它快速响应时间可缩短为微妙级别,因为其不需要背光,所以具有宽视角的特性,上下左右的视角宽度可高达170度。此外,由于OLED理论上可以显示无穷种色彩,所以即便是显示黑色,也是可以达到全黑画面的,这在对比度上就拥有了很大的优势。OLED屏可以做到弯曲、折叠的状态,然而OLED最大的优势还不止对比度一点,OLED拥有超薄面板、重量轻的特点,值得一提的是,OLED屏可以做到弯曲、折叠,甚至可以像一张纸一样挂在墙上、放在口袋里、镶在衣服上。所以OLED更是受到大众的喜爱。总的来说,OLED在图像质量与超薄的特点方面略胜一筹,在未来显示行业中,OLED也将处于领先的趋势。不过目前OLED受限于生产成本,在突破大尺寸显示屏方面遭遇了瓶颈,在考虑成本方面,近些年OLED有望转战小屏市场,但无论如何,OLED仍将是未来几年显示行中的一匹黑马。

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     楼主| 发表于 2019-8-11 09:38 | 显示全部楼层
    LCD1602液晶屏5V显示模块
    1602字符型液晶也叫1602液晶,它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。字符型液晶,能够同时显示16x02即32个字符。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符,每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有间隔,起到了字符间距和行间距的作用,正因为如此所以它不能很好地显示图形(用自定义CGRAM,显示效果也不好)。

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     楼主| 发表于 2019-8-11 09:42 | 显示全部楼层
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     楼主| 发表于 2019-8-11 09:45 | 显示全部楼层
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    管脚功能
    1602采用标准的16脚接口,其中:
    第1引脚:GND为电源地
    第2引脚:VCC接5V电源正极
    第3引脚:V0为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高(对比度过高时会 产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度)。
    第4引脚:RS为寄存器选择,高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。
    第5引脚:RW为读写信号线,高电平(1)时进行读操作,低电平(0)时进行写操作。
    第6引脚:E(或EN)端为使能(enable)端,高电平(1)时读取信息,负跳
    变时执行指令。
    第7~14引脚:D0~D7为8位双向数据端。第15~16脚:空脚或背灯电
    源。
    第15引脚背光正极,
    第16引脚背光负极。

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     楼主| 发表于 2019-8-11 10:15 | 显示全部楼层
    模块电原理图

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     楼主| 发表于 2019-8-11 10:46 | 显示全部楼层
    IIC/I2C接口LCD1602转接板
    控制板IO口只有20个,加些传感器、SD卡啥的,继电器等模块多了,IO口就不够用了,原来的1602屏至少需要7个IO口才能驱动起来,这个模块可以帮你省5个IO口。

    参数
    1.供电电压:+5V
    2.支持I2C协议
    3.具有背光灯,和对比度调节电位器
    4.4线输出更简单
    5.设备地址:0x27

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     楼主| 发表于 2019-8-11 10:50 | 显示全部楼层
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    PCF8574
    用于 I2C 总线的远程 8 位 I/O 扩展器,该8位输入/输出(I/O)扩展器用于双线双向总线(I2c),设计用于2.5-V至6-V VCC操作。PCF8574设备通过I2C接口[串行时钟(SCL)、串行数据(SDA)]为大多数微控制器系列提供通用远程I/O扩展。该设备具有一个8位准双向I/O端口(p0-p7),包括用于直接驱动LED的高电流驱动能力的锁存输出。每个准双向I/O可以用作输入或输出,而无需使用数据方向控制信号。通电时,I/O很高。在此模式下,只有VCC的电流源处于激活状态。


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