Lcd i2c PCF8574 new library

In passato ho già dedicato un articolo all’lcd i2c PCF8574, la possibilità di controllare un display Lcd con protocollo I2C.

Se letto il mio articolo dedicato all’expander PCF8574 per il controllo dei display lcd in i2c sei già aggiornato sull’argomento.

Qualche settimana fa alcuni utenti mi hanno segnalato che il mio sketch si comportava in modo errato: solo il primo carattere del testo compariva sul display e tutti gli altri sembravano sparire nel nulla.

Dopo alcuni commenti scambiati con coloro che lamentavano il problema siamo riusciti a definire che il problema si presenta con le ultime versioni dell’IDE.

La soluzione dell’LCD i2c pcf8574 new labrary

La soluzione è arrivata da Alessandro, che ringrazio, per aver trovato la libreria scritta da Marco Schwartz che con il suo display funzionava alla perfezione risolvendo il problema.

Tuttavia altri appassionati, come Aldo, lamentano ancora il problema nonostante la libreria suggerita.

Ho quindi deciso di provare la libreria di Marco su una scheda I2C autocostruita per aver chiaro non solo il modo in cui lavora ma anche i collegamenti e per farlo ho usato un prototipo realizzato dall’amico Luca Dentella ( www.lucadentella.it ) e donatomi per dei test.

Il primo test che ho eseguito mostrava un display con tutti i blocchi caratteri della prima linea accesi e la seconda linea vuota, spenta.

Ho quindi indagato sulle possibili cause, facendomi aiutare dall’amico Nicola S., che già in passato aveva studiato a fondo il funzionamento dei display LCD con controllo a 4bit, la differenza evidenziata è principalmente nei collegamenti:

infatti indagando nel codice della libreria scritta da Marco ho potuto leggere, miracoli dell’open-source, che il motivo per cui si comporta così con il mio display è la modalità in cui usa i pin del”expander PCF8574.

I pin del PCF86574 con la LiquidCrystal_I2C

In pratica il display testato da Marco, usa la configurazione:

mentre quello che ho provato io usa:

ho dedotto il tipo di connessione presente nel display utilizzato da Marco dalla libreria stessa, quindi potrebbe non essere perfettamente coincidente.

Ho quindi creato un fork della libreria di marco in modo da poter lavorare sulle differenze e modificato sia il .h sia il .cpp come ti mostro in seguito:

Modifiche alla LiquidCrystal_I2C.h

/*** 4bit data / 4bit control ***

// flags for backlight control 4bit data / 4bit command
#define LCD_BACKLIGHT 0x08
#define LCD_NOBACKLIGHT 0x00

#define En B00000100  // Enable bit
#define Rw B00000010  // Read/Write bit
#define Rs B00000001  // Register select bit

*/

/*** 4bit control / 4bit data ***/

// flags for backlight control 
#define LCD_BACKLIGHT 0x00
#define LCD_NOBACKLIGHT 0x80

#define En B00010000  // Enable bit
#define Rw B00100000  // Read/Write bit
#define Rs B01000000  // Register select bit

In cui ho invertito i primi 4 bit da destra ( meno significativi ) con gli ultimi 4 bit ( più significativi ) usati dal collegamento del mio expander per consentire il corretto controllo del display lcd i2c pcf8574 con la libreria LiquidCrystal_I2C.

Modifiche alla LiquidCrystal_I2C.cpp

Il file .cpp deve essere modificato per consentire il corretto invio delle sequenze di bit all’expander pcf8574 che a sua volta li trasferisce al display, la prima modifica:

       /*** 4bit data / 4bit control ***

        // we start in 8bit mode, try to set 4 bit mode
        write4bits(0x03 << 4);
        delayMicroseconds(4500); // wait min 4.1ms
  
        // second try
        write4bits(0x03 << 4);
        delayMicroseconds(4500); // wait min 4.1ms
  
        // third go!
        write4bits(0x03 << 4);
        delayMicroseconds(150);
  
        // finally, set to 4-bit interface
        write4bits(0x02 << 4);

        /*** 4bit control / 4bit data ***/

        // we start in 8bit mode, try to set 4 bit mode
        write4bits(0x03);
        delayMicroseconds(4500); // wait min 4.1ms

        // second try
        write4bits(0x03);
        delayMicroseconds(4500); // wait min 4.1ms

        // third go!
        write4bits(0x03);
        delayMicroseconds(150);

        // finally, set to 4-bit interface
        write4bits(0x02);

si trova all’interno del metodo begin il cui scopo è inizializzare l’Lcd.

Poiché i valori dei bit di comando sono traslati rispetto a quelli di “dati” usati dalla versione originale della LiquidCrystal è necessario invertirli nella fase di inizializzazione.

Puoi quindi commentare le linee  originali in cui i bit venivano traslati di 4 posizioni: write4bits(0x03 << 4); e sostituirle con quelle riportate nel riquadro precedente: write4bits(0x03); in modo che al display arrivi 00000011 e non 00110000.

La seconda modifica riguarda il metodo send, richimato dalla printIIC che a sua volta viene richiamato dalla write4bit:

/************ low level data pushing commands **********/

/*** 4bit data / 4bit control ***

// write either command or data
void LiquidCrystal_I2C::send(uint8_t value, uint8_t mode) {
        uint8_t highnib=value&0xf0;
        uint8_t lownib=(value<<4)&0xf0;
       write4bits((highnib)|mode);
        write4bits((lownib)|mode);
}

/*** 4bit control / 4bit data ***/

// write either command or data
void LiquidCrystal_I2C::send(uint8_t value, uint8_t mode) {
        uint8_t highnib=value>>4;
        uint8_t lownib=value & 0x0F;
        write4bits((highnib)|mode);
        write4bits((lownib)|mode);
}

anche in questo caso la modifica riguarda lo shift dei bit dati rispetto a quelli di controllo.

I bit HIGH li estrai con la formula value>>4 per cui un valore 10010011 diventa 00001001;

I bit LOW li estrai con una operazione di AND mascherato a 0F = 00001111 da cui un valore simile a 10010011 diventa 00000011;

La funzione resta invariata nelle linee successive.

Download della libreria modificata

Trovi la libreria sul mio GitHub come fork della libreria di Marco Schwartz ma adatto a display che utilizzano come collegamenti tra l’LCD i2c PCF8574 quelli della seconda tabella del paragrafo “I pin del PCF86574 con la LiquidCrystal_I2C”.

Il video demo del display con la libreria adattata