Python在1602液晶屏上实现时间实时更新

只取一瓢

前言
本文环境：ublinux 3.0；Win7_x64
通过阅读本文你可以学到：

• UP Board GPIO 接口的介绍以及使用
  
• PyCharm 远程调试 UP上的Python代码
  
• Lemaker LN IO 拓展板的使用
  
• 使用RPi.GPIO这个Python库控制1602液晶屏
  

UP板载GPIO接口介绍

UP板的GPIO接口兼容树莓派40 Pin。实现起来比较复杂，部分从Intel Atom Z8350引出（需要电平转换），部分由板载CPLD实现。

• 板载GPIO简介及存在的问题
  
• GPIO引脚定义和功能简单示例
  
• 树莓派交互式引脚说明
  

操作GPIO

官方提供了三种方式：用户空间sysfs (shell)、RPi.GPIO库（Python）和libMRAA（多种编程语言）。
Lemaker LN IO拓展板介绍

之前在云汉社区试用Lemaker Guitar开发板时一并入手的。兼容树莓派引脚。个人非常喜欢乐美客公司的产品，包括BananaPi、BananaPi Pro、Lemaker Guitar、96boards Hikey (Lemaker Version)，以及包括LN IO在内的三款拓展板，做工优良，可以在官方微店买到。LN IO 介绍页面，电路原理图 。

下面是Lemaker Guitar开发板，上面就是LN IO 拓展板】我们下面将会利用板载的4个按键、LED灯以及1602接口。
Python控制LN IO 扩展板按键和LED

最近在学习Python，恰巧ubilinux移植了RPi.GPIO库，让我们可以非常方便地操作GPIO资源。吐槽一下，由于被动散热片的存在，使用转接线等会卡到无法完全贴合。
Blink！——控制发光二极管闪烁

我们以点亮LN IO上的led2为例：

【LED电路原理图】LCD和LED是切换显示的。可以看到LED2连接到GPIO0，那么GPIO0是对应树莓派是哪个引脚呢？

【底板对应引脚】GPIO0对应物理引脚11。

【UP Board 引脚定义图】为了方便起见，我们统一使用BOARD物理引脚编号而非BCM引脚编号。

• ubilinux移植的RPi.GPIO库仅兼容Python 2.x版本
  
• 为方便转换，我们以BOARD编码GPIO引脚顺序（物理顺序）
  
• LN IO Board的LED和LCD可以切换显示，连接帽导通不同引脚即可。
  

下面创建一个文件lcd.py，内容如下，然后运行看看：sudo python lcd.py

效果如图所示：



按键控制LED开关

有了上面的我们再来试试用按键控制LED，很多用过Arduino的应该轻车熟路啦。

有兴趣的可以做一个防按键抖动（Debounce）版本。
Python控制1602液晶屏显示当前时间

硬件包括LN IO 拓展板；1602液晶屏；USB无线网卡；UPBoard。注意LN IO拓展板将连接帽切换到LCD引脚。

1602液晶屏的引脚定义：

• VSS，接地
  
• VDD，接3.3V电源
  
• VO，液晶对比度调节，接电位器中间的引脚（板载R2）
  
• RS，寄存器选择，接PB 03，Pin 29
  
• RW，读写选择，接地，表示写模式
  
• EN，使能信号，接PB 13，Pin 33
  
• D0，数据位0，4位工作模式下不用，不接
  
• D1，数据位1，4位工作模式下不用，不接
  
• D2，数据位2，4位工作模式下不用，不接
  
• D3，数据位3，4位工作模式下不用，不接
  
• D4，数据位4，接GPIO 4，Pin 16
  
• D5，数据位5，接GPIO 5，PIN 18
  
• D6，数据位6，接GPIO 6，PIN 22
  
• D7，数据位7，接GPIO 7，PIN 7
  
• A，液晶屏背光+，接3.3v
  
• K，液晶屏背光-，接地
  

源代码可以从github页面下载，修改相关引脚序号，如下：









每秒更新，显示当前时间，效果如图所示：

进阶

分析代码可知，该代码段可作为1602驱动库，支持1602的基本显示控制。后面可以自定义显示自己的信息，例如做一个小闹钟。
PyCharm远程调试UP Board上的Python程序

由于在UP Board上使用终端界面调试Python确实不很方便（其实是PyCharm用起来太爽了），所以使用Windows 上的PyCharm调试UP Board上的程序，可以直接使用UP的GPIO硬件资源，并且可以非常方便地安装各种库，简直停不下来，当然前文提到的cloud9也不错。远程调试功能只有专业版（Professional）可用，免费的社区版（Community）无此功能。通过edu邮箱验证可以免费使用专业版。
注意点如下：

• 因为我们使用ubilinux移植的RPi.GPIO库，所以解释器只能选择python2
  
• 需要启用root账户并更改ssh设置允许root登录
  
• 可以通过PyCharm更新UP板上的Python库
  

<code>sudo passwd root #启用root账户 sudo nano /etc/ssh/sshd_config # 添加 PermitRootLogin yes，Ctrl+O保存，Ctrl+X退出 sudo systemctl restart sshd # 重启SSH服务，使更改生效效果如图所示：

作者：思兼