Как подключить I²C-дисплей к Arduino?

Выводы I²C у разных плат Arduino

Шина I²C работает по двум линиям с открытым стоком, поэтому на них нужны подтягивающие резисторы. На модуле-переходнике с PCF8574 они обычно распаяны, а ядро Arduino при Wire.begin() ещё включает встроенные подтяжки ATmega328P на 20–50 кОм. Если на шине несколько устройств или длинные провода, номинал стоит проверить калькулятором подтяжек.

Адрес модуля

Переходник для символьных LCD 1602 и 2004 построен на расширителе портов PCF8574 или PCF8574A. По даташитам TI байт адреса у PCF8574 — 0100 A2 A1 A0 R/W, у PCF8574A — 0111 A2 A1 A0 R/W. Выводы A0–A2 на модуле подтянуты к питанию, перемычки не запаяны, поэтому чаще всего получается 0x27 или 0x3F. Если перемычки запаяны, адрес смещается вниз: PCF8574 отвечает в диапазоне 0x20–0x27, PCF8574A — 0x38–0x3F. Что такое 7-битный адрес и почему 0x27 и 0x4E — одно и то же, разобрано в словаре: адрес I²C.

Самый надёжный способ узнать адрес — сканер. Он перебирает адреса и ловит подтверждение: Wire.endTransmission() возвращает 0, если устройство ответило, и 2, если на адрес пришёл NACK.

#include <Wire.h>

void setup() {
  Wire.begin();                 // SDA = A4, SCL = A5 on UNO and Nano
  Serial.begin(9600);
  for (uint8_t addr = 8; addr < 120; addr++) {   // 0-7 are reserved
    Wire.beginTransmission(addr);
    if (Wire.endTransmission() == 0) {           // 0 = ACK received
      Serial.print("Found device at 0x");
      Serial.println(addr, HEX);
    }
  }
}

void loop() {}

Найденный адрес передают конструктору библиотеки дисплея. Если сканер ничего не нашёл, проверьте провода и питание по инструкции «Как проверить шину I²C»: в покое обе линии должны быть в высоком уровне.

Контраст и подсветка

Пустой экран при найденном адресе — почти всегда контраст: его крутят подстроечным резистором на переходнике, пока не появятся знакоместа. Подсветку включает перемычка LED на том же модуле. Команды контроллера, инициализация и вывод кириллицы — в статье про HD44780, протокол шины и адреса популярных датчиков — в обзоре I²C. Те же модули работают и с платами на 3,3 В, но там есть нюансы с уровнями — см. ответ про ESP32.