Posted By 黃小棟 on 2 月 28, 2017 in Arduino, 教學文, 顯示技術 | 36 comments

作者：黃小棟

Maker運動現在紅透半邊天，這裏也來開個自造教學專欄，和大家分享動手做的樂趣。該從什麼題目切入呢？當然要先來談談Maker最愛的Arduino如何使用，且從LCD模組的控制開始講起。

對！大家沒看錯，我們第一篇Arduino教學文主題，並不是從介紹Arduino的歷史到安裝IDE，再到燒入Blink的範例程式，而是直接教大家從使用LCD模組開始，因為坊間或者網路有很多資料可以查詢，所以這裡並不會做太多入門的講解。

好~話不多說，現在就進入主題吧！

研讀實作後，你將會知道：

大家研讀完這篇文章，並且實際操作之後，將會對「I2C匯流排」和「LCD」有初步的認識，以及模組與Arduino的接線，再來是撰寫初階程式來控制你的LCD模組，並且腦力激盪可做哪些專案上的應用。而關於進階控制技巧的部分，我們會留在後續的教學文中再慢慢講解。

研讀實作前，你必須知道：

大家研讀實作前，必須要知道的有以下幾點：

會安裝Arduino IDE和如何編譯與燒入程式到你的板子。（這是一定要知道的）
知道什麼是Blink的範例程式。（這還不知道沒關係，可以趕快上網Google一下）
了解Arduino程式語言的基本架構。（void setup()和void loop()的使用）
會安裝第三方資料庫。（這很重要，因為我們後續有很多教學文會安裝libraries）

基礎認識：什麼是I2C匯流排？

I2C匯流排能夠讓兩個裝置之間以穩定、高速、雙向的方式及最少的I/O引腳的情形來進行通訊。因為它使用兩條線來進行通訊，一條時脈線（SCL）和一條數據線（SDA），所以I2C匯流排所使用的通訊協定也被稱之為「雙線」通訊協定。

比較特別的是，I2C匯流排允許多個從屬裝置能共享同條通訊線路，但也就因為如此，開啟通訊的功能則是由匯流排主體來控制要與誰通訊。

我們這裡是由Arduino(iCShop貨號：368030500683)當作主體去做控制，並且板子內A4和A5的接腳分別具有SDA和SCL的功能。當大家需要使用I2C的功能時，就會用到Wire函式庫。而這函式庫，當大家在安裝Arduino IDE時就已經內建進去了，所以大家不用擔心，且看下文的詳細解說。

LCD模組規格及腳位介紹

LCD（liquid-crystal display）液晶螢幕顯示器的縮寫。我們都知道，這是一個很常見的顯示裝置，在大家的生活中絕對都有它的存在，舉凡小型的手錶、電子計算機，到大型的電視或者看板，都可見到LCD的蹤跡與應用。

筆者這次所使用的液晶螢幕顯示器(iCShop貨號：368030100095)，要感謝iCShop的贊助提供，如果大家電子零件或模組上的需求，都可到他們的網站去詢問並購買，而我們所使用的LCD模組的規格如下：

LCD模組正面

此款LCD模組是最基本，並且也是最常見字元型LCD，其所使用的電壓為5V，因為Arduino開發板I/O Port所使用的電壓位準為5V，所以選擇它。再來此LCD模組具有2行顯示，每行可顯示16個字元，最後是採I2C通訊傳輸。所以模組只有四隻接腳，分別為Vcc、GND、SDA、SCL。

LCD模組背面

LCD模組硬體接線圖

此模組的接線方式也非常容易，只需將模組Vcc接腳接至Arduino的5V接腳，模組GND接腳接至Arduino的GND接腳，再來是模組SDA接腳接至Arduino的A4接腳，最後是模組SCL接腳接至Arduino的A5接腳，即可完成接線。

LCD模組接線

LCD模組程式範例

在講解程式之前，請大家先下載對於I2C_LCD的第三方資料庫（libraries）。大家可到這個網站去下載、解壓縮並安裝，筆者這邊下載使用的是NewliquidCrystal_1.3.4的版本。接下來就要教大家撰寫程式，我們這次所用的程式如下：

//引入Wire與LiquidCrystal_I2C函式庫
#include
#include

// 設定 LCD I2C 位址
// Set the pins on the I2C chip used for LCD connections:
// addr, en,rw,rs,d4,d5,d6,d7,bl,blpol
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);

void setup() {
// 初始化 LCD，一行 16 的字元，共 2 行，預設開啟背光
lcd.begin(16, 2);

// 閃爍三次
for(int i = 0; i < 3; i++) {
lcd.backlight(); // 開啟背光
delay(250);
lcd.noBacklight(); // 關閉背光
delay(250);
}
lcd.backlight();

// 輸出初始化文字
lcd.setCursor(0, 0); // 設定游標位置在第一行行首
lcd.print("ICshop&MakerPRO");
delay(1000);
lcd.setCursor(0, 1); // 設定游標位置在第二行行首
lcd.print("Hello, Maker!");
delay(8000);
lcd.clear(); //顯示清除
}
void loop() {
lcd.setCursor(0, 0); // 設定游標位置在第一行行首
lcd.print("ICshop&MakerPRO");
lcd.setCursor(0, 1); // 設定游標位置在第二行行首
lcd.print(millis()/1000);
}

這個程式的動作流程是啟動Arduino時，會先引用Wire與LiquidCrystal_I2C函式庫。

之後在初始化設定，則會先控制LCD模組閃爍背光三次，接著在第一行顯示「ICshop&MakerPRO」等字，延遲一秒，在第二行顯示「Hello, Maker!」等字，並且延遲八秒，再清除所有顯示。

最後進入主程式迴圈裡面，也同樣在第一行顯示「ICshop&MakerPRO」等字，並且在第二行顯示開機的時間。

結語

說明到這裡，相信大家應該都有順利完成I2C_1602_LCD模組的顯示吧！如果沒有的話，可以檢查一下，是不是哪條線路接錯了，或者是買到瑕疵品（筆者就有遇過）。

接著，大家可以想看看，是否拿這模組去做個時鐘、環境感測偵測器呢？講到這裡，相信大家都有很多想法，想要嘗試在自己的專案接上LCD模組來做顯示吧。

而在下一篇教學文裡，將會教大家如何使用RTC模組，並且與此I2C_LCD模組做結合，架構出自己的Maker時鐘，敬請期待！

（責任編輯：小波）

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黃小棟

機電整合工程師，喜歡遊山玩水。多次參與Maker活動；曾自行設計和製作水下無人載具，現在則是平日手縫泰迪熊。

36 Comments

mark huang
2021/09/01

請問有ARDUINO 觸控模組的函式庫下載嗎?
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- alan0919
  2022/12/04
  
  adc
  Post a Reply
新手2
2021/05/24

請問一下，我所使用的是LCM 1602A V0 腳外接一個可變1K電阻來調整對比，但不知接電後為何可變電阻燒毀? 請問是否接太大? 有大大可指點嗎
Post a Reply
- 歐敏銓
  2021/05/24
  
  建議請到FB社團來請教高手，網址：https://www.facebook.com/groups/makerpro.cc/
  Post a Reply
初學者
2020/07/28

根據我通靈您的編譯結果，應該是No such file or directory
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初學者
2020/05/29

我在Arduino開新檔，然後把原來的程式貼上，上傳，編譯會就成功。
上面的編譯不成功是開一個資料夾存這個程式。
這是甚麼原因。
謝謝妳。
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歐瑞橘
2019/11/11

#include

#include

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE); // 設定 LCD I2C 位址

void setup()
{
lcd.begin(16, 2);
}

void loop()
{
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(“Hello World!”);
delay(1000);
lcd.scrollDisplayLeft();
}

程式上傳後LCD 只有出現第二排的16個白色方塊?? 這是怎麼回事? 壞了嗎?
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zhiwen
2019/07/10

請問可分享嗎?想給學生試試
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- 歐敏銓
  2019/07/11
  
  可以的，分享時請註明出處即可～
  Post a Reply
少年
2018/08/30

想請問一下，我的前面倒入了Wire與LiquidCrystal_I2C函式庫，卻在LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,2,1,0,4,5,6,7,3,POSITIVE);出現問題，想請問一下要如何解決。
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陳
2018/08/10

請問有 hh
hh
hh
hh
hh
hh

一整排(輸入字元時)，第二排空白，這是甚麼問題
Post a Reply
albert
2018/08/10

請問我的lcd可以出現輸入字元，像”HELLO WORLD” 之類的。但如果用監控視窗輸入字元，像數字及英文，都會出現hh
hh
hh
下往上看底部 >>>> hh 上
hh
hh
請問是甚麼問題(有出現無效程式庫，但可正常運作)，謝謝
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landy
2018/07/06

改成這樣就可以執行
#include
#include
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BILL
2018/05/31

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,2,1,0,4,5,6,7,3,POSITIVE);
為何POSITIVE無法被宣告
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菜逼巴的菜鳥
2018/05/27

試著將這行LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);
改成LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);

麻煩請說明一下這兩行的作用？0X27和0X3F又是怎麼得到的？感激不盡
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國翔
2017/12/04

請問出現程式第二行include錯誤,是否為導入程式庫問題?
或其他?請不吝指導感謝
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- Keynes Chen
  2018/01/16
  
  第二行和第三行應該是要導入函式庫沒錯，但原文的程式部份有缺漏，應該改為：
  //引入Wire與LiquidCrystal_I2C函式庫
  #include
  #include
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  - ou juio
    2018/06/08
    
    我也是一樣錯在第二航#include要怎麼修改才會成功?
    Post a Reply
    - Sharon Chu
      2019/07/20
      
      把那兩行改成
      #include 小於Wire.h大於
      #include 小於LiquidCrystal_I2C.h大於
      大於小於符號沒辦法直接打出來因為html文法
      Post a Reply
- dahlih
  2018/03/25
  
  我想是因為＜＞符號被網站解讀為html語法，所以沒有顯示出來。
  Post a Reply
allen
2017/10/25

為什麼我的led,只有背光亮，但沒有字顯示出來？
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- 葉于甄
  2017/11/06
  
  您好，我們是MakerPRO編輯部，根據作者回覆給上一個發問者的回答是：「I2C背後會有一個藍色的可調電阻旋鈕，向左或向右調整一下就可以看到字了，可能是lcd出廠時對比值太高或太低。I2C背後有一個藍色的可調電阻，試著調整一下就可以看到字了!」
  再麻煩您試試看囉，有任何問題歡迎提問：）
  謝謝您
  Post a Reply
新參者
2017/10/12

為什麼我的led,只有背光亮，但沒有字出來？？
Post a Reply
- 葉于甄
  2017/10/19
  
  您好，我們是MakerPRO編輯部，感謝您的提問，這是技術問題的部分，我們再請作者來回答噢：）
  Post a Reply
- ccy
  2017/10/19
  
  I2C背後會有一個藍色的可調電阻旋鈕，向左或向右調整一下就可以看到字了，可能是lcd出廠時對比值太高或太低。
  Post a Reply
- ccy
  2017/10/19
  
  I2C背後有一個藍色的可調電阻，試著調整一下就可以看到字了!
  Post a Reply
- 神救援
  2017/12/27
  
  I2C 1602有不同版本, 所以程式碼的位址會不同造成無法顯示
  試著將這行LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);
  改成LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);
  Post a Reply
  - 菜逼巴的菜鳥
    2018/05/27
    
    試著將這行LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);
    改成LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);
    
    這行是什麼意思？可以說明一下嗎？0x27和0x3F的值是怎麼來的？因為LCD模組也沒說明書新手上路真的看不懂，麻煩您解答一下
    Post a Reply
    - 廖唯任
      2019/01/11
      
      PCF8574 0x27 和 PCF8574A 0x38
      
      預設的address不一樣
      
      https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/PCF8574_PCF8574A.pdf
      Post a Reply
  - 菜逼巴的菜鳥
    2018/05/27
    
    試著將這行LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);
    改成LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);
    
    麻煩請說明一下這兩行的作用？0X27和0X3F又是怎麼得到的？感激不盡
    Post a Reply
- sopyhsu
  2022/12/02
  
  和上面那鐵樣試試調旋鈕
  「I2C背後會有一個藍色的可調電阻旋鈕，向左或向右調整一下就可以看到字了，可能是lcd出廠時對比值太高或太低。I2C背後有一個藍色的可調電阻，試著調整一下就可以看到字了!」
  Post a Reply
安
2017/08/14

你好，如果我要讓多塊mege板做連接，那我master的程式部分要怎麼依序讓他呼叫多塊slave板?謝謝。
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- 賴芳如
  2017/08/15
  
  您好，我們是MakerPRO編輯部，感謝您的提問，這部分是技術問題我們再請作者來回答噢~
  Post a Reply
- 賴芳如
  2017/08/15
  
  您好，感謝您的提問，作者提供以下兩個連結的教學，希望對您有幫助噢~~
  http://www.techbitar.com/how-to-network-many-arduinos-with-sensors-using-i2c.html
  https://arduino169.blogspot.tw/2015/07/arduino-i2c-1-i2c-address-i2c.html
  Post a Reply
bsliao
2017/07/10

https://www.arduino.cc/en/Reference/Wire

Board I2C / TWI pins
Uno, Ethernet A4 (SDA), A5 (SCL)
Mega2560 20 (SDA), 21 (SCL)
Leonardo 2 (SDA), 3 (SCL)
Due 20 (SDA), 21 (SCL), SDA1, SCL1
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育
2017/07/04

想請問文中的A4及A5這兩隻腳位怎麼定義
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【自造學堂】Arduino如何透過I2C控制LCD模組

研讀實作後，你將會知道：

研讀實作前，你必須知道：

基礎認識：什麼是I2C匯流排？

LCD模組規格及腳位介紹

LCD模組硬體接線圖

LCD模組程式範例

結語

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