Arduino - LCD-Tastatur-Schild
Der Arduino LCD-Keypad-Shield ist ein nützliches Modul, das ein 16x2-LCD-Display mit sechs Drucktasten (Rechts, Oben, Unten, Links, Auswahl und Zurücksetzen) für die Benutzereingabe verbindet. Dieses Tutorial führt Sie durch die Einrichtung und Programmierung dieses Shields mit einem Arduino-Board.
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables STEM V3 Starter-Kit (Arduino enthalten) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
Offenlegung: Einige der in diesem Abschnitt bereitgestellten Links sind Amazon-Affiliate-Links. Wir können eine Provision für Käufe erhalten, die über diese Links getätigt werden, ohne zusätzliche Kosten für Sie. Wir schätzen Ihre Unterstützung.
Über LCD-Tastenfeld-Shield
Das LCD-Tastaturfeld-Shield hat:
- Ein 16×2 LCD, das von der LiquidCrystal-Bibliothek gesteuert wird
- 5 Drucktaster, die an einen einzigen analogen Pin (A0) angeschlossen sind
- Ein Reset-Taster zum Neustarten des Arduino
- Ein Potentiometer zur Einstellung des LCD-Kontrasts
Pinbelegung
Die untenstehende Tabelle veranschaulicht die Pin-Belegung zwischen dem LCD Keypad Shield und dem Arduino, wenn das Shield auf dem Board gestapelt wird.
| Shield Pin | Function | Arduino Pin |
|---|---|---|
| DB4 | Data | 4 |
| DB5 | Data | 5 |
| DB6 | Data | 6 |
| DB7 | Data | 7 |
| RS | Register Select | 8 |
| E | Enable | 9 |
| Analog A0 | Button Input | A0 |
Zurücksetzen
Das Shield enthält einen Reset-Taster, der an den Reset-Pin des Arduino angeschlossen ist. Durch Drücken dieses Tasters wird der Arduino neu gestartet und das Programm wird zurückgesetzt.
Potentiometer
Auf dem Shield befindet sich ein kleines Potentiometer in der Nähe des LCD-Displays. Es dient dazu, den Kontrast des LCD-Displays einzustellen. Wenn der Text nicht sichtbar ist, versuchen Sie, das Potentiometer langsam zu drehen, um die Sichtbarkeit zu verbessern.
Verdrahtungsdiagramm
Schließen Sie einfach das LCD-Keypad-Shield an Ihr Arduino-Board an. Die Pins richten sich automatisch aus.
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
Arduino-Code
/*
* Dieser Arduino Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser Arduino Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/arduino/arduino-lcd-keypad-shield
*/
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println("Started"); // Debugging
lcd.begin(16, 2);
lcd.print("Hello!");
delay(3000);
}
void loop() {
int key = analogRead(A0);
//Serial.println(key); // Debugging
lcd.clear();
if (key < 50)
lcd.print("RIGHT");
else if (key < 200)
lcd.print("UP");
else if (key < 400)
lcd.print("DOWN");
else if (key < 600)
lcd.print("LEFT");
else if (key < 800)
lcd.print("SELECT");
else if (key < 1000)
lcd.print("RST"); // If RST has a value, add here
else
lcd.print("Press key!");
delay(200);
}
Schnelle Schritte
- Setzen Sie das LCD-Keypad-Shield auf das Arduino-Board.
- Verbinden Sie den Arduino über ein USB-Kabel mit dem PC.
- Öffnen Sie die Arduino-IDE und wählen Sie das richtige Board sowie den passenden Port aus.
- Kopieren Sie den obigen Code und fügen Sie ihn in die Arduino-IDE ein.
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Upload in der Arduino-IDE, um den Code auf den Arduino hochzuladen.
- Drücken Sie nacheinander jeden Knopf auf dem Shield und prüfen Sie, ob der entsprechende Text auf dem LCD erscheint.
- Überprüfen Sie das Ergebnis am LCD-Display.
Wenn das LCD leer bleibt, stellen Sie sicher:
- Das Shield ist ordnungsgemäß mit dem Arduino verbunden.
- Das Potentiometer ist auf den richtigen Kontrast eingestellt.
- Der hochgeladene Code entspricht dem bereitgestellten Beispiel.
- Das Arduino-Board ist ordnungsgemäß mit Strom versorgt.
Wenn Sie diese Schritte befolgen, sollte Ihr Arduino LCD Keypad Shield ordnungsgemäß funktionieren.
Für weitere Funktionen zur Steuerung des LCD-Displays lesen Sie bitte dieses Arduino LiquidCrystal LCD Tutorial.
Um die Modularität und Lesbarkeit zu verbessern, haben wir den vorherigen Code in separate Funktionen umstrukturiert.
/*
* Dieser Arduino Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser Arduino Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/arduino/arduino-lcd-keypad-shield
*/
#include <LiquidCrystal.h>
// Define constants for key representations
const int KEY_RIGHT = 0;
const int KEY_UP = 1;
const int KEY_DOWN = 2;
const int KEY_LEFT = 3;
const int KEY_SELECT = 4;
const int KEY_NONE = 5;
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);
int getKey() {
int analogValue = analogRead(A0);
//Serial.println(analogValue); // Debugging
if (analogValue < 50) return KEY_RIGHT;
else if (analogValue < 200) return KEY_UP;
else if (analogValue < 400) return KEY_DOWN;
else if (analogValue < 600) return KEY_LEFT;
else if (analogValue < 800) return KEY_SELECT;
else return KEY_NONE;
}
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println("Started"); // Debugging
lcd.begin(16, 2);
lcd.print("Hello!");
delay(3000);
}
void loop() {
lcd.clear();
int key = getKey();
switch (key) {
case KEY_RIGHT:
lcd.print("RIGHT");
break;
case KEY_UP:
lcd.print("UP");
break;
case KEY_DOWN:
lcd.print("DOWN");
break;
case KEY_LEFT:
lcd.print("LEFT");
break;
case KEY_SELECT:
lcd.print("SELECT");
break;
default:
lcd.print("Press key!");
break;
}
delay(200);
}
Video Tutorial
Wir erwägen die Erstellung von Video-Tutorials. Wenn Sie Video-Tutorials für wichtig halten, abonnieren Sie bitte unseren YouTube-Kanal , um uns zu motivieren, die Videos zu erstellen.
Die folgende Video-Demo verwendet den folgenden Code:
/*
* Dieser Arduino Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser Arduino Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/arduino/arduino-lcd-keypad-shield
*/
#include <LiquidCrystal.h>
#include <Servo.h>
#include <DHT.h>
// ==================== PIN DEFINITIONS ====================
#define DHT_PIN 2
#define DHT_TYPE DHT11
#define SERVO_PIN 3
#define RED_LED_PIN 11
#define YELLOW_LED_PIN 12
#define GREEN_LED_PIN 13
// LCD Keypad Shield
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);
DHT dht(DHT_PIN, DHT_TYPE);
Servo servo;
// ==================== BUTTONS ====================
enum Button {
BUTTON_NONE,
BUTTON_RIGHT,
BUTTON_UP,
BUTTON_DOWN,
BUTTON_LEFT,
BUTTON_SELECT
};
// ==================== STATES ====================
enum State {
MAIN_MENU,
SENSOR_MENU,
TEMPERATURE_VIEW,
HUMIDITY_VIEW,
SERVO_CONTROL,
LED_MENU,
RED_LED_CONTROL,
YELLOW_LED_CONTROL,
GREEN_LED_CONTROL,
AUTO_MODE
};
State currentState = MAIN_MENU;
// ==================== MENU DATA ====================
const char* mainMenu[] = {
"SENSOR",
"SERVO",
"LED",
"AUTO MODE"
};
const char* sensorMenu[] = {
"TEMPERATURE",
"HUMIDITY"
};
const char* ledMenu[] = {
"RED",
"YELLOW",
"GREEN"
};
int mainMenuIndex = 0;
int sensorMenuIndex = 0;
int ledMenuIndex = 0;
// ==================== DEVICE VARIABLES ====================
int servoAngle = 90;
bool redLEDState = false;
bool yellowLEDState = false;
bool greenLEDState = false;
float temperature = 0.0;
float humidity = 0.0;
unsigned long lastSensorRead = 0;
unsigned long lastAutoDisplay = 0;
const unsigned long sensorInterval = 2000;
const unsigned long autoDisplayInterval = 2000;
bool autoDisplayPage = false;
// ==================== READ BUTTON ====================
Button readButton() {
int value = analogRead(A0);
if (value < 50)
return BUTTON_RIGHT;
if (value < 200)
return BUTTON_UP;
if (value < 400)
return BUTTON_DOWN;
if (value < 600)
return BUTTON_LEFT;
if (value < 800)
return BUTTON_SELECT;
return BUTTON_NONE;
}
// ==================== WAIT FOR BUTTON RELEASE ====================
void waitButtonRelease() {
while (readButton() != BUTTON_NONE) {
delay(10);
}
delay(100);
}
// ==================== DISPLAY MAIN MENU ====================
void displayMainMenu() {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("MAIN MENU");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("> ");
lcd.print(mainMenu[mainMenuIndex]);
}
// ==================== DISPLAY SENSOR MENU ====================
void displaySensorMenu() {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("SENSOR");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("> ");
lcd.print(sensorMenu[sensorMenuIndex]);
}
// ==================== DISPLAY LED MENU ====================
void displayLEDMenu() {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("LED CONTROL");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("> ");
lcd.print(ledMenu[ledMenuIndex]);
}
// ==================== READ SENSOR ====================
void readSensor() {
float newTemperature = dht.readTemperature();
float newHumidity = dht.readHumidity();
if (!isnan(newTemperature)) {
temperature = newTemperature;
}
if (!isnan(newHumidity)) {
humidity = newHumidity;
}
}
// ==================== TEMPERATURE VIEW ====================
void showTemperature() {
readSensor();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("TEMPERATURE ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(temperature, 1);
lcd.print((char)223);
lcd.print("C ");
}
// ==================== HUMIDITY VIEW ====================
void showHumidity() {
readSensor();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("HUMIDITY ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(humidity, 1);
lcd.print("% ");
}
// ==================== SERVO DISPLAY ====================
void displayServoControl() {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("SERVO CONTROL");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("ANGLE: ");
lcd.print(servoAngle);
lcd.print((char)223);
}
// ==================== LED DISPLAY ====================
void displayLEDControl(const char* ledName, bool state) {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(ledName);
lcd.setCursor(0, 1);
if (state) {
lcd.print("STATUS: ON");
} else {
lcd.print("STATUS: OFF");
}
}
// ==================== AUTO MODE PAGE 1 ====================
void displayAutoPage1() {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("HUM:");
lcd.print(humidity, 0);
lcd.print("%");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("TEMP:");
lcd.print(temperature, 1);
lcd.print(" C");
}
// ==================== AUTO MODE PAGE 2 ====================
void displayAutoPage2() {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("LED: ");
if (temperature < 25.0) {
lcd.print("GREEN");
}
else if (temperature < 30.0) {
lcd.print("YELLOW");
}
else {
lcd.print("RED");
}
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("SERVO: ");
lcd.print(servoAngle);
lcd.print(" DEG");
}
// ==================== AUTO MODE ====================
void runAutoMode() {
readSensor();
if (temperature < 31.3) {
digitalWrite(GREEN_LED_PIN, HIGH);
digitalWrite(YELLOW_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(RED_LED_PIN, LOW);
servoAngle = 0;
servo.write(servoAngle);
}
else if (temperature < 31.5) {
digitalWrite(GREEN_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(YELLOW_LED_PIN, HIGH);
digitalWrite(RED_LED_PIN, LOW);
servoAngle = 90;
servo.write(servoAngle);
}
else {
digitalWrite(GREEN_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(YELLOW_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(RED_LED_PIN, HIGH);
servoAngle = 180;
servo.write(servoAngle);
}
}
// ==================== MAIN MENU HANDLER ====================
void handleMainMenu(Button button) {
if (button == BUTTON_UP) {
mainMenuIndex--;
if (mainMenuIndex < 0) {
mainMenuIndex = 3;
}
displayMainMenu();
}
else if (button == BUTTON_DOWN) {
mainMenuIndex++;
if (mainMenuIndex > 3) {
mainMenuIndex = 0;
}
displayMainMenu();
}
else if (button == BUTTON_SELECT) {
switch (mainMenuIndex) {
case 0:
currentState = SENSOR_MENU;
sensorMenuIndex = 0;
displaySensorMenu();
break;
case 1:
currentState = SERVO_CONTROL;
displayServoControl();
break;
case 2:
currentState = LED_MENU;
ledMenuIndex = 0;
displayLEDMenu();
break;
case 3:
currentState = AUTO_MODE;
autoDisplayPage = false;
lastSensorRead = millis();
lastAutoDisplay = millis();
runAutoMode();
displayAutoPage1();
break;
}
}
}
// ==================== SENSOR MENU HANDLER ====================
void handleSensorMenu(Button button) {
if (button == BUTTON_UP) {
sensorMenuIndex--;
if (sensorMenuIndex < 0) {
sensorMenuIndex = 1;
}
displaySensorMenu();
}
else if (button == BUTTON_DOWN) {
sensorMenuIndex++;
if (sensorMenuIndex > 1) {
sensorMenuIndex = 0;
}
displaySensorMenu();
}
else if (button == BUTTON_SELECT) {
if (sensorMenuIndex == 0) {
lcd.clear();
currentState = TEMPERATURE_VIEW;
lastSensorRead = millis();
showTemperature();
}
else {
lcd.clear();
currentState = HUMIDITY_VIEW;
lastSensorRead = millis();
showHumidity();
}
}
else if (button == BUTTON_LEFT) {
currentState = MAIN_MENU;
displayMainMenu();
}
}
// ==================== TEMPERATURE HANDLER ====================
void handleTemperatureView(Button button) {
if (button == BUTTON_LEFT || button == BUTTON_SELECT) {
currentState = SENSOR_MENU;
displaySensorMenu();
}
}
// ==================== HUMIDITY HANDLER ====================
void handleHumidityView(Button button) {
if (button == BUTTON_LEFT || button == BUTTON_SELECT) {
currentState = SENSOR_MENU;
displaySensorMenu();
}
}
// ==================== SERVO HANDLER ====================
void handleServoControl(Button button) {
if (button == BUTTON_UP) {
servoAngle++;
if (servoAngle > 180) {
servoAngle = 180;
}
servo.write(servoAngle);
displayServoControl();
}
else if (button == BUTTON_DOWN) {
servoAngle--;
if (servoAngle < 0) {
servoAngle = 0;
}
servo.write(servoAngle);
displayServoControl();
}
else if (button == BUTTON_RIGHT) {
servoAngle += 10;
if (servoAngle > 180) {
servoAngle = 180;
}
servo.write(servoAngle);
displayServoControl();
}
else if (button == BUTTON_LEFT) {
servoAngle -= 10;
if (servoAngle < 0) {
servoAngle = 0;
}
servo.write(servoAngle);
displayServoControl();
}
else if (button == BUTTON_SELECT) {
currentState = MAIN_MENU;
displayMainMenu();
}
}
// ==================== LED MENU HANDLER ====================
void handleLEDMenu(Button button) {
if (button == BUTTON_UP) {
ledMenuIndex--;
if (ledMenuIndex < 0) {
ledMenuIndex = 2;
}
displayLEDMenu();
}
else if (button == BUTTON_DOWN) {
ledMenuIndex++;
if (ledMenuIndex > 2) {
ledMenuIndex = 0;
}
displayLEDMenu();
}
else if (button == BUTTON_SELECT) {
switch (ledMenuIndex) {
case 0:
currentState = RED_LED_CONTROL;
displayLEDControl("RED LED", redLEDState);
break;
case 1:
currentState = YELLOW_LED_CONTROL;
displayLEDControl("YELLOW LED", yellowLEDState);
break;
case 2:
currentState = GREEN_LED_CONTROL;
displayLEDControl("GREEN LED", greenLEDState);
break;
}
}
else if (button == BUTTON_LEFT) {
currentState = MAIN_MENU;
displayMainMenu();
}
}
// ==================== RED LED HANDLER ====================
void handleRedLED(Button button) {
if (button == BUTTON_RIGHT) {
redLEDState = !redLEDState;
digitalWrite(RED_LED_PIN, redLEDState ? HIGH : LOW);
displayLEDControl("RED LED", redLEDState);
}
else if (button == BUTTON_LEFT) {
currentState = LED_MENU;
displayLEDMenu();
}
}
// ==================== YELLOW LED HANDLER ====================
void handleYellowLED(Button button) {
if (button == BUTTON_RIGHT) {
yellowLEDState = !yellowLEDState;
digitalWrite(YELLOW_LED_PIN, yellowLEDState ? HIGH : LOW);
displayLEDControl("YELLOW LED", yellowLEDState);
}
else if (button == BUTTON_LEFT) {
currentState = LED_MENU;
displayLEDMenu();
}
}
// ==================== GREEN LED HANDLER ====================
void handleGreenLED(Button button) {
if (button == BUTTON_RIGHT) {
greenLEDState = !greenLEDState;
digitalWrite(GREEN_LED_PIN, greenLEDState ? HIGH : LOW);
displayLEDControl("GREEN LED", greenLEDState);
}
else if (button == BUTTON_LEFT) {
currentState = LED_MENU;
displayLEDMenu();
}
}
// ==================== AUTO MODE HANDLER ====================
void handleAutoMode(Button button) {
if (button == BUTTON_LEFT || button == BUTTON_SELECT) {
digitalWrite(RED_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(YELLOW_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(GREEN_LED_PIN, LOW);
redLEDState = false;
yellowLEDState = false;
greenLEDState = false;
servoAngle = 90;
servo.write(servoAngle);
currentState = MAIN_MENU;
displayMainMenu();
}
}
// ==================== SETUP ====================
void setup() {
lcd.begin(16, 2);
dht.begin();
servo.attach(SERVO_PIN);
servo.write(servoAngle);
pinMode(RED_LED_PIN, OUTPUT);
pinMode(YELLOW_LED_PIN, OUTPUT);
pinMode(GREEN_LED_PIN, OUTPUT);
digitalWrite(RED_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(YELLOW_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(GREEN_LED_PIN, LOW);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("SMART CONTROL");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("STATION");
delay(2000);
displayMainMenu();
}
// ==================== LOOP ====================
void loop() {
Button button = readButton();
if (button != BUTTON_NONE) {
switch (currentState) {
case MAIN_MENU: handleMainMenu(button); break;
case SENSOR_MENU: handleSensorMenu(button); break;
case TEMPERATURE_VIEW: handleTemperatureView(button); break;
case HUMIDITY_VIEW: handleHumidityView(button); break;
case SERVO_CONTROL: handleServoControl(button); break;
case LED_MENU: handleLEDMenu(button); break;
case RED_LED_CONTROL: handleRedLED(button); break;
case YELLOW_LED_CONTROL: handleYellowLED(button); break;
case GREEN_LED_CONTROL: handleGreenLED(button); break;
case AUTO_MODE: handleAutoMode(button); break;
}
waitButtonRelease();
}
// ===== AUTOMATIC DATA UPDATE =====
if (currentState == AUTO_MODE) {
if (millis() - lastSensorRead >= sensorInterval) {
lastSensorRead = millis();
runAutoMode();
}
if (millis() - lastAutoDisplay >= autoDisplayInterval) {
lastAutoDisplay = millis();
autoDisplayPage = !autoDisplayPage;
if (autoDisplayPage) {
displayAutoPage2();
} else {
displayAutoPage1();
}
}
}
if (currentState == TEMPERATURE_VIEW || currentState == HUMIDITY_VIEW) {
if (millis() - lastSensorRead >= sensorInterval) {
lastSensorRead = millis();
if (currentState == TEMPERATURE_VIEW) {
showTemperature();
} else if (currentState == HUMIDITY_VIEW) {
showHumidity();
}
}
}
}