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CH552是如何帮助数十万电子初学者解决LCD1602这只拦路虎的?

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发表于 2021-4-22 22:04:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
                                                                                                 原标题: 国产1.X元的MCU是如何帮助数十万电子初学者解决LCD1602这只拦路虎的?   
                                                                                                                                      作者: 电子迷.ZAO


人机界面操作中,液晶显示屏LCD1602(包括类似的8x220x220x4,24x2,40x2等等)是相当常见的一种字符型输出设备,
因其价格便宜、功耗低以及可显示多达32个字符,所以得到众多电子开发者的喜爱和广泛应用。

被“虎”拦住的电子人,确定有“数十万”?呵呵,好吧!今天正好是41号!

然而,或许你真不相信会有这样的一个事实:我们打开网站(比如:百度、21ICAMx51xx等等),尝试搜索” LCD 1602” 你会发现
每个网站都能找到数百、数百类似的这个问题在咨询和讨论。。。基本隔几天又可以看到这样的咨询。从全球范围来看,
说“数十万”也不为过,何况每年我国还有巨量、缺少经验的大学生加入到电子行业的开发者大军中来。。。

真是有些无语,所以爱解决问题的我,打算弄个“LCD 1602终结者”,希望他们看到我这个解决方案后,能有所启发和得到有效帮助!

为何电子初学者会经常碰到这只拦路虎呢?究其原因,无非就是:硬件连线不正确、驱动时序不正确、初始化不合理等等。
此外,还有更大根源在于他们对LCD控制器的指令(虽然只有10几条)用法不太清楚或熟悉。所以,我的一个可行的方案来了!大致思路和构架如下:
也就是说,假设:我们能通过一个GUI界面,动动鼠标和键盘就可以自由、轻易操控的实现对LCD控制器的底层读写
(对应上图中的: WcodeRcodeWdataRdata),而非传统那样反复烧录MCU来调试显示屏,那么我们就能实现目标了。

根据这个设想,下图分别是我设计好的PCBA硬件控制板、和显示屏组合后的实物图、以及电脑端APP 应用程序:



USB控制板,为何我选用这款来自南京沁恒科技的CH552当主控呢? 主要选型理由有三点:
①  带有USB控制器,方便连接PC电脑,跑HID协议还可以免驱动安装。
②  CH552支持3.3V 和 5V 的I/O电压,无需再使用额外的电平转换芯片。
③  性价比超高,小批量也能做到2元以内

使用中,先将PCBA控制板连接好,然后运行APP,就可以实时、轻易操控LCD1602及类似字符型液晶显示屏(显示模块)了。
点击这里下载主控制板的固件HEX代码:

点击这里下载Windows端的APP控制程序:
因时间有限,而内容较多,一天讲不完。后续这个帖子里,我将详细讲解这个方案中APPLCD1602控制器每条指令的详细用法、以及原理图等等。
或者如果听众较多,我将合适的时机开启罗永浩般高清、大屏幕的直播来现场讲解。
多谢大家的支持!

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 楼主| 发表于 2021-4-22 22:09:12 | 显示全部楼层
原理图如下:(点击图片,可放大查看!






备注说明: 上图是该USB控制板的主控电路和芯片(CH552T)电路。
R12和R14只能二选一,用于决定CH552T的IO输出电平和LCD1602模块的工作电压是5V还是3.3V, 绝大部分的LCD1602是5V的。
按键S1是复位开关,而按键S2是下载程序的开关,可配合南京沁恒的 WCHISPTool 软件进行单片机的ISP烧录工作。
D1是一个LED发光二极管,通常用来做状态指示,比如:  如果USB通信连接OK,则D1被点亮。

备注说明: 上图是LCD1602液晶显示模块的接口电路,因I/O有限,主控CH552T采用四线(LCD-DB4~DB7)驱动模式。
R2是一个可变电阻(电位器),用于调节LCD液晶显示屏的对比度。通常,如果LCD显示太淡或太浓,就可以调节此电位器以达到最佳显示效果。
R7是一个液晶屏的LED背光源限流用途的电阻,实际可以为0欧姆。而Q1和R11组成一个简单的LED背光源的开关电路,通常USB枚举成功后,才点亮背光源。
而PC进入睡眠模式,则建议关闭此LED背光源,以满足USB总线的特性要求。

备注说明: 上图是主控制板的USB接口电路图,它采用Type-C接口,允许正反接USB线缆,这点比只能接一个方向的Micro-USB接口方便了,而且更牢固、耐插!
U2是一个USB接口专用的ESD保护二极管,来自上海的光宇睿芯微电子有限公司(SE0503),这样热插拔USB线缆就更有安全保障~
而U1是一个LDO,为系统提供3.3V的电源支持, 由上海贝岭公司提供


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