LCD1602 / LCD2004

ビギナーキット/スタータキットに同梱されている事の多い 定番LEDモジュール LCD1602です。 1602は16文字×2行の表示サイズを表していて、 同じコントーラを使っている 20文字×4行表示の ２００４ も存在します。 表示サイズが違うだけで互換性がありますので ココでは同じものとして扱います。

マイコンとの接続

ピン名	機能	詳細
VSS	GND
VDD	+5V
VO	コントラスト	VDDを分圧して入力、入力電圧によってLCDのコントラストが変わる
RS	コマンド/データ	LOWの時 制御コマンド　、 HIGHの時 メモリーに書き込むデータ
RW	書込/読込	LOWの時　読込。読込を行わない場合はGNDに接続
E	イネーブル信号	HIGHからLOWに変化した時に D7～D0 がレジスタに読み込まれる
D7～D4	データ上位４Bit
D3～D0	データ下位4Bit	4Bitモードで動作する場合、使用しない
A	バックライト アノード	バックライトLEDのアノード側
K	バックライト カソード	バックライトLEDのカソード側

LiquidCrystalライブラリを使用する場合
	LCD1602は ArduinoIDEで標準サポートされており、 LCD1602用のライブラリ(LiquidCrystal)が使用できます。 LiquidCrystalライブラリを使用する場合のディフォルトの接続はサンプルスケッチの冒頭に記載されていて、その通りに配線すると ← のようになります。 ※ピン番号は変更できます。
8Bit モードで使用する場合	4Bit モードで使用する場合
I2C-パラレル変換モジュールを使用する場合
	LCDに接続した状態で販売されている事が多いですが I2Cからパラレルに変換するユニットです。 このユニットと併用する事でLCD1602をI2C接続で使用できます。 変換モジュールの型格は FC-113 と思われます。 I2Cアドレスは0x27のモノと0x3Fのモノが存在するようです。

コマンド送信手順

LCD1602/LCD2004には４Bitモードと８Ｂｉｔモードの二つの動作モードがあります。
8BｉｔモードはD0～D7の８本の信号線を使用して コマンド/データ を送信するモード
4BitモードはD4～D7の４本の信号線を使用してコマンド/データ を送信するモードです。

RSがLOWならコマンド、HIGHならデータ
RWがLOWなら書き込み、HIGHなら読み込み　です。

8Bitモード	４Bitモード
D0～D7はEがHIGHからLOWに変化したタイミングで送信されます。	D4～D7はEがHIGHからLOWに変化したタイミングで送信されます。 4Bitづつ2回に分けて送信します。 1回目に上位4Bit、2回目に下位4Bitが送信されます。
I2C接続
I2Cインターフェイスユニットに送信した１Ｂｙｔｅのデータは、LCD1602の各端子に下図のように対応します。 接続方法が異なるだけで、コマンドの操作手順は4Bitモードと同じです。
起動時の初期化シーケンス
① 電元ON ② 15mS Wait　- 電源が安定するまでの待ち時間 ③ 0x30 を送信 - Function Set (8Bit) ④ 4.1mS Wait ⑤ 0x30 を送信 - Function Set (8Bit) ⑥ 100μS Wait ⑦ 0x30 を送信 - Function Set (8Bit) ⑧ 0x38 を送信 - 8Bit Mode / 2Line Display / 5x8 CharacterModell	① 電元ON ② 15mS Wait　- 電源が安定するまでの待ち時間 ③ 0x3,0x0 を送信 - Function Set (8Bit) ④ 4.1mS Wait ⑤ 0x3,0x0 を送信 - Function Set (8Bit) ⑥ 100μS Wait ⑦ 0x3,0x0 を送信 - Function Set (8Bit) ⑧ 0x2,0x8 を送信 - 4Bit Mode / 2Line Display / 5x8 CharacterModell

コマンド一覧

LCD制御コマンド　RS=LOW / RW=LOW

動作	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0	16進表記	補足説明	処理時間
CLEAR	0	0	0	0	0	0	0	1	01h	20h(ブランンク)で埋める	1.52ms
HOME	0	0	0	0	0	0	1	0	02h	書き込み位置を00h(DDRAMの先頭アドレス)に設定	1.52ms
ENTRY MODE	0	0	0	0	0	1	I/D	S	04h～07h	カーソルの移動方向設定 07h 左にシフト 06h 右にシフト	37μs
Display ON/OFF	0	0	0	0	1	D	C	B	08h～0Fh	D=1 Display ON C=1 カーソル表示 B=1 カーソル点滅	37μs
Display Shift	0	0	0	1	S/C	R/L	0	0	10h～1Fh	S/C=1 表示をシフト(スクロール) R/L=1 右にシフト	37μs
Function Set	0	0	1	DL	N	F	0	0	20h～2Fh	DL=1 ８Bit mode N=1 2行表示 F=1 5x11ドット表示モデル	37μs
Set CGRAM address	0	1	AC5	AC4	AC3	AC2	AC1	AC0	40h～7Fh	ユーザー定義文字用メモリに書き込む先頭アドレス設定 アドレスはAC5~AC0で指定	37μs
Set DDRAM address	1	AC6	AC5	AC4	AC3	AC2	AC1	AC0	80h～FFh	キャラクタ表示用メモリに書き込む先頭アドレス設定 アドレスはAC6~AC0で指定	37μs

書き込みコマンド　RS=HIGH / RW=LOW

動作	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0	16進表記	補足説明	処理時間
Write data	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0	FFh～00h	直前に Set CGRAM addressと Set DDRAM addressどちらが実行されたかによって書き込み先が変わる	37μs

Busyチェック　RS=LOW / RW=HIGH

動作	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0	16進表記	補足説明	処理時間
Read Busy	BF	AC6	AC5	AC4	AC3	AC2	AC1	AC0		BF=1 Busy AC6~AC0=Read dataの読込みアドレス	0μs

読込みコマンド　RS=HIGH / RW=HIGH

動作	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0	補足説明	処理時間
Read Busy	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0	CGRAM/DDRAMから1Byte読込み	37μs

DDRAMのアドレス

LCD1602 / LCD2004 は同じコントローラを使用しており、LCD1602も 20文字×4行分のDDRAMを持っています。
00h～　と40ｈ～　のメモリーは独立していて、スクロール動作を行った場合などに1,3行目のデータが2,4目にシフトする事はありません。

ユーザー定義キャラクタ

キャラクタＬＣＤで使用するフォントデータはＲＯＭに定義されているので変更できませんが
ＣＧＲＡＭを参照するユーザー定義キャラクタが8キャラクタ分用意されています。
キャラクタコード 00h～07h , 08h～0Fh で参照できます。
※00ｈ～と08h～は同じCGRAMアドレスを参照しますので、同じフォントになります。

８Byteで１キャラクタ、8個分でＣＧＲＡＭのｱﾄﾞﾚｽは00h～3Fhになります。

サンプルスケッチ

８Bitモード　HelloWorld
4Bitモード　HelloWorld
I2C接続　HelloWorld
以上の スケッチを公開しています。

YuruPuro/LCD1602-4BitMode.ino

解説動画