ラズパイやPi Pico で液晶ディスプレイ（LCD）を使ってみる（I2C接続）

LCD液晶が新しくなっていたので使ってみました。

液晶はこんな感じのもの。

2行16文字表示（16 x 2）

以前は表示用の回路は別になっていて半田付けする必要がありました。

新しいタイプは回路が最初からLCDボード上に載ってます。

２つのプラットフォームで使ってみます。

ラズパイ４Model B

Pi Pico

ラズパイ４Model B

OSはBullseye Desktop 64-bit

Raspberry Pi の設定でインターフェースのI2Cを有効にしておきます。

GPIOの結線はこんな感じ。電源電圧には５Vを使います。

モジュールファイルに以下を追加。

sudo nano /etc/modules

1	sudo nano /etc/modules

i2c-bcm2708
i2c-dev

I2Cに必要なライブラリをインストール

sudo apt-get install -y python3-smbus i2c-tools

1	sudo apt-get install -y python3-smbus i2c-tools

ディスプレイの接続とI2C通信のアドレスを確認

sudo i2cdetect -y 1

1	sudo i2cdetect -y 1

アドレスが「0x27」の場合は以下のファイルをダウンロード

wget http://osoyoo.com/driver/i2clcda.py

アドレスが「0x3f」の場合は

wget http://osoyoo.com/driver/i2clcdb.py

ディスプレイに文字を表示させてみる

sudo python3 i2clcda.py

1	sudo python3 i2clcda.py

Created by
Osoyoo.com

とか表示されればOK。

【i2clcda.py】

# _____ _____ _____ __ __ _____ _____ 
#|     |   __|     |  |  |     |     |
#|  |  |__   |  |  |_   _|  |  |  |  |
#|_____|_____|_____| |_| |_____|_____|
#
# Project Tutorial Url:http://osoyoo.com/?p=1031
#  
import smbus
import time

# Define some device parameters
I2C_ADDR  = 0x27 # I2C device address, if any error, change this address to 0x3f
LCD_WIDTH = 16   # Maximum characters per line

# Define some device constants
LCD_CHR = 1 # Mode - Sending data
LCD_CMD = 0 # Mode - Sending command

LCD_LINE_1 = 0x80 # LCD RAM address for the 1st line
LCD_LINE_2 = 0xC0 # LCD RAM address for the 2nd line
LCD_LINE_3 = 0x94 # LCD RAM address for the 3rd line
LCD_LINE_4 = 0xD4 # LCD RAM address for the 4th line

LCD_BACKLIGHT  = 0x08  # On
#LCD_BACKLIGHT = 0x00  # Off

ENABLE = 0b00000100 # Enable bit

# Timing constants
E_PULSE = 0.0005
E_DELAY = 0.0005

#Open I2C interface
#bus = smbus.SMBus(0)  # Rev 1 Pi uses 0
bus = smbus.SMBus(1) # Rev 2 Pi uses 1

def lcd_init():
  # Initialise display
  lcd_byte(0x33,LCD_CMD) # 110011 Initialise
  lcd_byte(0x32,LCD_CMD) # 110010 Initialise
  lcd_byte(0x06,LCD_CMD) # 000110 Cursor move direction
  lcd_byte(0x0C,LCD_CMD) # 001100 Display On,Cursor Off, Blink Off 
  lcd_byte(0x28,LCD_CMD) # 101000 Data length, number of lines, font size
  lcd_byte(0x01,LCD_CMD) # 000001 Clear display
  time.sleep(E_DELAY)

def lcd_byte(bits, mode):
  # Send byte to data pins
  # bits = the data
  # mode = 1 for data
  #        0 for command

  bits_high = mode | (bits & 0xF0) | LCD_BACKLIGHT
  bits_low = mode | ((bits<<4) & 0xF0) | LCD_BACKLIGHT

  # High bits
  bus.write_byte(I2C_ADDR, bits_high)
  lcd_toggle_enable(bits_high)

  # Low bits
  bus.write_byte(I2C_ADDR, bits_low)
  lcd_toggle_enable(bits_low)

def lcd_toggle_enable(bits):
  # Toggle enable
  time.sleep(E_DELAY)
  bus.write_byte(I2C_ADDR, (bits | ENABLE))
  time.sleep(E_PULSE)
  bus.write_byte(I2C_ADDR,(bits & ~ENABLE))
  time.sleep(E_DELAY)

def lcd_string(message,line):
  # Send string to display

  message = message.ljust(LCD_WIDTH," ")

  lcd_byte(line, LCD_CMD)

  for i in range(LCD_WIDTH):
    lcd_byte(ord(message[i]),LCD_CHR)

def main():
  # Main program block

  # Initialise display
  lcd_init()

  while True:

    # Send some test
    lcd_string("Created by         <",LCD_LINE_1)
    lcd_string("Osoyoo.com        <",LCD_LINE_2)

    time.sleep(3)
  
    # Send some more text
    lcd_string("> Tutorial Url:",LCD_LINE_1)
    lcd_string("> http://osoyoo.com",LCD_LINE_2)

    time.sleep(3)

if __name__ == '__main__':

  try:
    main()
  except KeyboardInterrupt:
    pass
  finally:
    lcd_byte(0x01, LCD_CMD)

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

# _____ _____ _____ __ __ _____ _____

#| | __| | | | | |

#| | |__ | | |_ _| | | | |

#|_____|_____|_____| |_| |_____|_____|

# Project Tutorial Url:http://osoyoo.com/?p=1031

import smbus

import time

# Define some device parameters

I2C_ADDR = 0x27 # I2C device address, if any error, change this address to 0x3f

LCD_WIDTH = 16 # Maximum characters per line

# Define some device constants

LCD_CHR = 1 # Mode - Sending data

LCD_CMD = 0 # Mode - Sending command

LCD_LINE_1 = 0x80 # LCD RAM address for the 1st line

LCD_LINE_2 = 0xC0 # LCD RAM address for the 2nd line

LCD_LINE_3 = 0x94 # LCD RAM address for the 3rd line

LCD_LINE_4 = 0xD4 # LCD RAM address for the 4th line

LCD_BACKLIGHT = 0x08 # On

#LCD_BACKLIGHT = 0x00 # Off

ENABLE = 0b00000100 # Enable bit

# Timing constants

E_PULSE = 0.0005

E_DELAY = 0.0005

#Open I2C interface

#bus = smbus.SMBus(0) # Rev 1 Pi uses 0

bus = smbus.SMBus(1) # Rev 2 Pi uses 1

def lcd_init():

# Initialise display

lcd_byte(0x33,LCD_CMD) # 110011 Initialise

lcd_byte(0x32,LCD_CMD) # 110010 Initialise

lcd_byte(0x06,LCD_CMD) # 000110 Cursor move direction

lcd_byte(0x0C,LCD_CMD) # 001100 Display On,Cursor Off, Blink Off

lcd_byte(0x28,LCD_CMD) # 101000 Data length, number of lines, font size

lcd_byte(0x01,LCD_CMD) # 000001 Clear display

time.sleep(E_DELAY)

def lcd_byte(bits, mode):

# Send byte to data pins

# bits = the data

# mode = 1 for data

# 0 for command

bits_high = mode | (bits & 0xF0) | LCD_BACKLIGHT

bits_low = mode | ((bits<<4) & 0xF0) | LCD_BACKLIGHT

# High bits

bus.write_byte(I2C_ADDR, bits_high)

lcd_toggle_enable(bits_high)

# Low bits

bus.write_byte(I2C_ADDR, bits_low)

lcd_toggle_enable(bits_low)

def lcd_toggle_enable(bits):

# Toggle enable

time.sleep(E_DELAY)

bus.write_byte(I2C_ADDR, (bits | ENABLE))

time.sleep(E_PULSE)

bus.write_byte(I2C_ADDR,(bits & ~ENABLE))

time.sleep(E_DELAY)

def lcd_string(message,line):

# Send string to display

message = message.ljust(LCD_WIDTH," ")

lcd_byte(line, LCD_CMD)

for i in range(LCD_WIDTH):

lcd_byte(ord(message[i]),LCD_CHR)

def main():

# Main program block

# Initialise display

lcd_init()

while True:

# Send some test

lcd_string("Created by <",LCD_LINE_1)

lcd_string("Osoyoo.com <",LCD_LINE_2)

time.sleep(3)

# Send some more text

lcd_string("> Tutorial Url:",LCD_LINE_1)

lcd_string("> http://osoyoo.com",LCD_LINE_2)

time.sleep(3)

if __name__ == '__main__':

try:

main()

except KeyboardInterrupt:

pass

finally:

lcd_byte(0x01, LCD_CMD)

Pico

開発用母艦は上記と同じラズパイ４を使います。

PicoからI2C LCDスクリーンに情報を送信して表示します。

典型的なI2Cスレーブデバイスには、データピン（SDA）とクロックピン（SCL）が必要で、これらはRaspberry Pi PicoのSDAとSCLピンに接続する必要があります。

GPIOの結線はこんな感じ。電源電圧には５Vを使います。

開発環境はラズパイにデフォルトで準備されているThonny IDE （Python）を使います。

OSOYOOのサイトからLCDにアクセスするための2つのPythonライブラリ（lcd_apiとpico_i2c_lcd）をダウンロードしておきます。

ファイルを解凍して、lcd_api.pyとpico_i2c_lcd.pyの2つのファイルを保存。

Picoのファームウェアもダウンロードしておきます。

Pico , Pico W ファームウェア

Pico2 ファームウェアはこちら

PicoのBOOTSEL ボタンを押しながらUSBケーブルでラズパイに接続してファームウェアをドラグ・ドロップ。Pico は再起動します。

開発環境のThonny起動

Thonny はデフォルトではメニュが何も表示されていません。このままでは使いずらいので表示しておきます。右端にあるSwitch to regulear mode をクリックします。

Thonny を再起動します（もう一度非表示にする場合はTool －＞Options－＞UI mode－＞simpleを選んで再起動します）。

こんな感じ。右下のメニュでRaspberry Pi Pico のMicroPython環境に接続しているのを確認。

Openメニュで上記で保存しておいたlcd_api.pyとpico_i2c_lcd.pyの2つのファイルを読み込みます。

こんな感じ。

この２つのコードを同じファイル名でPicoのトップディレクトリに保存します。

File ー＞Save as … で実行

Pico に保存します。

新しいコードを書き込んで実行します。

I2C_ADDRについて、

machine.I2C でscan()を実行して取得したものを使います。

print(hex(i2c.scan()[0]),’ (hex)’)

import time
import machine
from pico_i2c_lcd import I2cLcd

I2C_ADDR = 0x27
sda = machine.Pin(0)
scl = machine.Pin(1)

# I2C start
i2c = machine.I2C(0,sda=sda, scl=scl, freq=400000)
lcd = I2cLcd(i2c, I2C_ADDR, 2, 16)
lcd.putstr("It Works!\nSecond Line")
time.sleep(3)
lcd.clear()
time.sleep(3)
lcd.putstr("Hello\nMy World !")

import time

import machine

from pico_i2c_lcd import I2cLcd

I2C_ADDR = 0x27

sda = machine.Pin(0)

scl = machine.Pin(1)

# I2C start

i2c = machine.I2C(0,sda=sda, scl=scl, freq=400000)

lcd = I2cLcd(i2c, I2C_ADDR, 2, 16)

lcd.putstr("It Works!\nSecond Line")

time.sleep(3)

lcd.clear()

time.sleep(3)

lcd.putstr("Hello\nMy World !")

Hello
My World ！

と表示されればOK。

Appendix

有機液晶ディスプレイ（OLED）はこちら

Pi Pico （W）で有機ELディスプレイに日本語表示（メモ）

Appendix2

FRONT

地図と画像のサイト

ラズパイやPi Pico で液晶ディスプレイ（LCD）を使ってみる（I2C接続）

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