PCF8574 I2C LCD如何与ESP8266 NodeMCU接口?

在本教程中，我们将学习如何接口I2C LCD与ESP8266 NodeMCU开发板。PCF8574 I2C液晶显示模块为16×2、20×4字符液晶显示专用模块。介绍ESP8266 NodeMCU I2C LCD接口的工作原理，如何配置I²在16×2 LCD上显示部分数据。

需要I2C LCD

ESP8266 NodeMCU是Wi-Fi相关应用的开发板。这个板的另一个优点是GPIO引脚。取出所有专用GPIO引脚后(用于SPI Flash IC和UART我们有大约9个GPIO引脚可以免费使用。

但是如果你想要ESP8266 NodeMCU接口一个16×2字符液晶显示器呢?即使在4位并行通信模式下，16×2 LCD也会占用微控制器的6个GPIO引脚(4个用于Data, 1个用于RS, 1个用于E)。

如果你打算接口其他重要的传感器和设备，那么使用那么多GPIO引脚来显示字符液晶显示器是不可行的。

这就是I2C LCD模块派上用场的地方。它是专门为16×2和20×4字符液晶显示而设计的，并通过I²C接口。因此，从6个GPIO引脚，我们已经归结为两个GPIO引脚(SDA和SCL的I²C)。

PCF8574 I2C LCD模块简介

顾名思义，PCF8574 I2C LCD模块是在PCF8574 GPIO扩展芯片的基础上开发而成的，最初用于扩展单片机的GPIO引脚，通过I与单片机通信²C接口。

I2C LCD模块不是GPIO扩展，而是专用于驱动字符LCD。因此，它的pinout与典型的16×2 LCD重合，它包含一个电位计来调整对比度，也有一个跳线来启用或禁用背光。

ESP8266 NodeMCU I2C LCD

现在让我们了解一下ESP8266 NodeMCU I2C LCD接口的工作原理。如果你还记得ESP8266 NodeMCU的引脚，D1和D2，即GPIO 5和GPIO 4经常用于I²C通信。

D1 (GPIO 5)是SCL引脚，D2 (GPIO 4)是SDA引脚。我们必须使用这两个引脚连接到PCF8574 I2C LCD模块。

在I2C LCD模块和实际LCD本身之间没有其他连接，因为模块只是插入LCD显示器的引脚。你只需要提供补给，而我²C连接。

I2C LCD Module与ESP8266 NodeMCU的对接关系如下表所示。

注意:液晶显示器工作在4.7 V和5.3 V之间的电源电压。因此，即使PCF8574 IC工作在2.5 V到6 V的电源，而不是提供3.3V从NodeMCU，我们提供5V。

组件的要求

• ESP8266 NodeMCU
• PCF8574 I2C LCD模块
• 16×2字符液晶显示
• 电路试验板
• 连接电线

线路图

下图为ESP8266 NodeMCU I2C LCD接口电路图。

准备Arduino IDE

如果您以前没有使用过I2C LCD Module，那么您必须下载一个特殊的库。打开Arduino IDE和去工具->管理库…

搜索“liquidcrystal i2c”并下载Frank de Brabander的“liquidcrystal i2c”库。

我在之前的几个项目中使用了这个库。所以，你可以看到它已经为我安装好了。

现在，按照前面提到的步骤进行所有必要的连接，将ESP8266 NodeMCU插到计算机上。确保单板上选择了“NodeMCU”，并设置正确的“COM Port”。

获取I2C LCD模块从地址

在编写在LCD上显示内容的实际代码之前，我们必须首先确定PCF8574 I2C LCD模块的从地址。如果你还记得I的基本知识²C通信，主服务器只有在知道从服务器地址的情况下才能与从服务器通信。

此处ESP8266 NodeMCU为I²以C总线为主，以PCF8574 I2C LCD模块为从。

那么，让我们使用下面的代码来获取I2C LCD模块的从地址。连接完成后，将代码上传到ESP8266 NodeMCU，打开串口监视器。

代码

ESP8266将查找任何从服务器，如果从服务器承认，它将获取从服务器地址并将其打印到串行监视器上。在我的例子中，从地址是0x3F。我们必须在主代码中使用这个从地址。

显示简单的文本

现在，让我们看看如何使用ESP8266和I2C LCD模块在16×2 LCD上显示简单的文本。没有额外的连接，因为之前建立的连接就是我们所需要的。

代码

LCD上的ADC值

作为奖励，我做了一个小电路，其中一个10 KΩ电位器连接到NodeMCU(标签为A0)的ADC引脚，并使用I2C LCD模块在LCD上显示ADC的结果。

如果你还记得ESP8266的规格，它的内部ADC有10位的分辨率。因此，ADC的输出将是一个范围为0到1023的数字。

还要注意，ESP8266只有一个ADC通道。在NodeMCU单板上，ADC引脚标记为A0。10 KΩ电位器的雨刷针连接到NodeMCU的A0。电位器的另外两个引脚分别接3.3V和GND。

警告:仅将POT连接到3.3V。ESP8266 ADC电压不能超过3.3V，请勿将POT连接到5V。

线路图

下图是连接10个KΩ电位器到ESP8266 NodeMCU，并在I2C LCD上显示ADC结果的电路图。

代码

结论

介绍PCF8574 I2C LCD模块与ESP8266 NodeMCU开发板的接口。了解了I2C LCD模块的重要性，ESP8266 NodeMCU I2C LCD接口的工作原理，以及LCD上显示文字的方法。

您甚至可以显示一些特殊字符或制作滚动文本。