Lập trình STM32 với LCD I2C sử dụng module PCF8574

Cách kết nối với LCD và vi điều khiển

Chúng ta hàn trực tiếp module PCF8574 vào sau LCD như hình sau:

Để kết nối với vi điều khiển, chúng ta chỉ sử dụng các chân SDA và SCL và 2 đường nguồn là được. Các bạn nên cấp điện 5V cho module sẽ khiến LCD sáng rõ ràng hơn, và có thể một số LCD chỉ chạy ở mức 5V, vậy nên các bạn lưu ý nhé.

Cách điều khiển Module LCD I2C PCF8574 

Các bạn down datasheet tại đây: https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/PCF8574_PCF8574A.pdf

Với module PCF8574 chúng ta sẽ điều khiển tương tự như LCD chế độ 4 bit, nhưng thay vì phải xuất tín hiệu ra 8 chân RS, RW, EN, CS và D4-D7. Chúng ta chỉ cần xuất tín hiệu ra 2 chân SDA và SCL là được.

Sơ đồ khối

Nhìn vào sơ đồ khối của PCF8574 chúng ta thấy, đầu ra của nó gồm 8 chân P0-P7 Tương ứng với 4 bit RS, RW, BL (Back Light), EN và 4 bit Data D4 – D7  trên LCD.

Đầu vào sẽ gồm 2 chân SDA và SCL giao tiếp với vi điều khiển, 3 chân A0, A1, A2 để thay đổi địa chỉ cho PCF8574. Nghĩa là bạn có thể mắc nối tiếp 8 thiết bị PCF8574 trên cùng 1 bus I2C.

Cách cấu hình địa chỉ cho Module LCD I2C PCF8574

Khi truyền nhận I2C, byte đầu tiên chúng ta luôn phải truyền vào địa chỉ của chip I2C cần giao tiếp, Byte đầu tiên trong PCF8574 được tổ chức như sau:

Các bit 4-7 được fix sẵn, chỉ có các bit 1 2 3 tương ứng với A2,A1,A0 có thể được sửa đổi, khi hàn các chân trên Board (Mặc định là 1 1 1). Để tính toán địa chỉ chúng ta dựa vào bảng sau:

Một lưu ý khi giao tiếp I2C với STM32 đó là địa chỉ luôn luôn phải được dịch trái 1 bit, trước khi AND với Bit R/W. Chi tiết mình đã nói rõ trong bài : STM32 I2C , các bạn nếu quên thì đọc lại nhé!

Cách truyền dữ liệu cho module LCD I2C PCF8574

Lệnh ghi lên LCD I2C

Để ghi lên LCD I2C chúng ta sẽ làm theo các bước:

<S> <slave address + write> <ACK> <data out> <ACK> <data out> <ACK> … …  <data out> <ACK> <P>

Khi bắt đầu truyền dữ liệu, MCU sẽ truyền địa chỉ vào mạn I2C, nếu Module nào có cùng địa chỉ, chúng sẽ gửi ACK, sau đó MCU sẽ gửi các data tương ứng với Command và Paragram truyền vào LCD theo chế độ 4 BIT.

Trong file .h chúng ta sẽ define các bit tương ứng với các chân RS,RW, BL, EN.

Trong hàm Write vào LCD chúng ta sẽ AND các BIT tương ứng vào DATA H (Các bit cao) của data. Vì các bit thấp chính là Data (D4-D7) mà chúng ta truyền vào.

Để đọc từ LCD I2C chúng ta sẽ làm theo các bước:

<S> <slave address + read> <ACK> <data in> <ACK> <data in> <ACK> … …  <data in> <ACK> <P>

Trong bài viết này mình không sử dụng chức năng read trên LCD I2C nên sẽ không nhắc tới

Lập trình STM32 với LCD I2C

Cấu hình trên CubeMX

Mở Cubemx, chọn chip stm32f103c8. Trong SYS chọn Debug Serial Wire

Trong Connectivy chọn I2C

Gen code với MDK-ARM V5

Lập trình STM32 I2C với Keil C

Mở file đã Gen bằng Keil C. Download thư viện LCD I2C, link trong bài viết: https://khuenguyencreator.com/huong-dan-download-va-su-dung-tai-lieu-lap-trinh-stm32/

Nhấp đúp chuột vào project và add file CLCD.c vào project.

Chỉnh lại đường dẫn thư viện trong C/C++.

Khởi tạo LCD I2C tên là LCD1.

Khởi tạo LCD I2C với I2C1 trên STM32. Sau đó sử dụng các hàm ghi lên màn hình

Kết quả

Thay đổi code tùy thích các bạn nhé, rút chốt bên tay phải để bật/tắt led backlight. Sử dụng tua vít để chỉnh độ tương phản bằng biến trở trên module.