概要
RaspberryPi に I2C 経由で繋いだ LCD を Python から操作する．
今回は，HD44780 に SpikenzieLabs の MPTH を付けた LCD を使用する．
準備
RaspberryPi 側で I2C を利用する準備が必要．
先ずは，/etc/modules に次の2行を追加する．
i2c-bcm2708
i2c-dev
次に，/etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf から次の行を削除 / コメントアウトする．
blacklist i2c-bcm2708
一旦再起動し，その後 i2c-tools と python-smbus をインストールする．
sudo apt-get install i2c-tools python-smbus
I2C バス番号とデバイスアドレスの取得
始めに，使用する LCD のバス番号とアドレスを取得する．
sudo i2cdetect 0 と sudo i2cdetect 1 を実行し，
エラーの出ない方がバス番号（0 か 1）であり，出力からアドレスを取得する．
例えば，出力が次のような場合，0x20 がアドレスである．
WARNING! This program can confuse your I2C bus, cause data loss and worse!
I will probe file /dev/i2c-1.
I will probe address range 0x03-0x77.
Continue? [Y/n] y
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: 20 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- — -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --
実際の通信
I2C 通信には smbus ライブラリを利用する．smbus.SMBus(bus_number) にてコネクションオブジェクトを取得しwrite_i2c_block_data にてデータを送信する。このメソッドは、addr、cmd、vals を取る。addr はデバイスアドレスである。cmd と vals は変わっていて、送信データのうち最初の 1バイトを cmd に、残りを vals に入れる。これは最低 1バイトを送る必要があるからだそうだ(参考)。
import smbus
bus = smbus.SMBus(bus_number)
s = "abcde"
bus.write_i2c_block_data(addr, ord(s[0]), ord(s[1:]))
HD44780 はなぜかコントロールシーケンスを読めないので、クリアなどは MPTH が用意しているコマンド利用する。
特殊コマンドは 0x80 に続けて呼び出す。画面クリアは 0x05 0x01 なので、
bus.write_i2c_block_data(addr, 0x80, [0x05, 0x01])
となる。
ライブラリ
これらをまとめたライブラリを作成した。他のプログラムから呼び出すことも，コマンドラインから試してみることも可能．どちらの場合も root 権限で実行する必要がある．
コマンドラインでの利用
書式は次の通り．
sudo ./i2cdisplay.py <bus> <addr> {write|clear|cursor|backlight}
<bus>, <addr> はそれぞれバス番号とデバイスアドレスである．
サブコマンドは，それぞれ文字の出力，画面のクリア，カーソルの表示切り替え，バックライトの調節である．
文字の出力
文字の出力は sudo ./i2cdisplay.py <bus> <addr> write <input>+．
<input> にスペース区切りで複数の文字列を渡すと複数行に分けて出力する．
例えば１行目に abc を 2行目に def を表示する場合，
sudo ./i2cdisplay.py <bus> <addr> write "abc" "def"
となる．
画面のクリア
sudo ./i2cdisplay.py <bus> <addr> clear
カーソルの表示切り替え
# カーソルを表示する
sudo ./i2cdisplay.py <bus> <addr> cursor True
# 非表示にする
sudo ./i2cdisplay.py <bus> <addr> cursor False
バックライトの調節
# 強度は 0-255 から選ぶ（下記の例では 128）
sudo ./i2cdisplay.py <bus> <addr> backlight 128
ライブラリとしての利用
# 初期化
d = MPTHDisplay(<bus>, <addr>)
# 文字の出力
d.write("abc")
# 改行
d.newline()
# クリア
d.clear()
# 複数行の出力
d.writelines("abc", "def")