C# - LCD 20x4 Bricklet

Dies ist die Beschreibung der C# API Bindings für das LCD 20x4 Bricklet. Allgemeine Informationen über die Funktionen und technischen Spezifikationen des LCD 20x4 Bricklet sind in dessen Hardware Beschreibung zusammengefasst.

Eine Installationanleitung für die C# API Bindings ist Teil deren allgemeine Beschreibung.

Beispiele

Der folgende Beispielcode ist Public Domain (CC0 1.0).

Hello World

Download (ExampleHelloWorld.cs)

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
using System;
using Tinkerforge;

class Example
{
    private static string HOST = "localhost";
    private static int PORT = 4223;
    private static string UID = "XYZ"; // Change XYZ to the UID of your LCD 20x4 Bricklet

    static void Main()
    {
        IPConnection ipcon = new IPConnection(); // Create IP connection
        BrickletLCD20x4 lcd = new BrickletLCD20x4(UID, ipcon); // Create device object

        ipcon.Connect(HOST, PORT); // Connect to brickd
        // Don't use device before ipcon is connected

        // Turn backlight on
        lcd.BacklightOn();

        // Write "Hello World"
        lcd.WriteLine(0, 0, "Hello World");

        Console.WriteLine("Press enter to exit");
        Console.ReadLine();
        ipcon.Disconnect();
    }
}

Button Callback

Download (ExampleButtonCallback.cs)

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
using System;
using Tinkerforge;

class Example
{
    private static string HOST = "localhost";
    private static int PORT = 4223;
    private static string UID = "XYZ"; // Change XYZ to the UID of your LCD 20x4 Bricklet

    // Callback function for button pressed callback
    static void ButtonPressedCB(BrickletLCD20x4 sender, byte button)
    {
        Console.WriteLine("Button Pressed: " + button);
    }

    // Callback function for button released callback
    static void ButtonReleasedCB(BrickletLCD20x4 sender, byte button)
    {
        Console.WriteLine("Button Released: " + button);
    }

    static void Main()
    {
        IPConnection ipcon = new IPConnection(); // Create IP connection
        BrickletLCD20x4 lcd = new BrickletLCD20x4(UID, ipcon); // Create device object

        ipcon.Connect(HOST, PORT); // Connect to brickd
        // Don't use device before ipcon is connected

        // Register button pressed callback to function ButtonPressedCB
        lcd.ButtonPressedCallback += ButtonPressedCB;

        // Register button released callback to function ButtonReleasedCB
        lcd.ButtonReleasedCallback += ButtonReleasedCB;

        Console.WriteLine("Press enter to exit");
        Console.ReadLine();
        ipcon.Disconnect();
    }
}

Unicode

Download (ExampleUnicode.cs)

  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
 10
 11
 12
 13
 14
 15
 16
 17
 18
 19
 20
 21
 22
 23
 24
 25
 26
 27
 28
 29
 30
 31
 32
 33
 34
 35
 36
 37
 38
 39
 40
 41
 42
 43
 44
 45
 46
 47
 48
 49
 50
 51
 52
 53
 54
 55
 56
 57
 58
 59
 60
 61
 62
 63
 64
 65
 66
 67
 68
 69
 70
 71
 72
 73
 74
 75
 76
 77
 78
 79
 80
 81
 82
 83
 84
 85
 86
 87
 88
 89
 90
 91
 92
 93
 94
 95
 96
 97
 98
 99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
using System;
using Tinkerforge;

class Example
{
    private static string HOST = "localhost";
    private static int PORT = 4223;
    private static string UID = "XYZ"; // Change XYZ to the UID of your LCD 20x4 Bricklet

    // Maps a normal UTF-16 encoded string to the LCD charset
    static string UTF16ToKS0066U(string utf16)
    {
        string ks0066u = "";
        char c;

        for (int i = 0; i < utf16.Length; i++) {
            int codePoint = Char.ConvertToUtf32(utf16, i);

            if (Char.IsSurrogate(utf16, i)) {
                // Skip low surrogate
                i++;
            }

            // ASCII subset from JIS X 0201
            if (codePoint >= 0x0020 && codePoint <= 0x007e) {
                // The LCD charset doesn't include '\' and '~', use similar characters instead
                switch (codePoint) {
                case 0x005c: c = (char)0xa4; break; // REVERSE SOLIDUS maps to IDEOGRAPHIC COMMA
                case 0x007e: c = (char)0x2d; break; // TILDE maps to HYPHEN-MINUS
                default: c = (char)codePoint; break;
                }
            }
            // Katakana subset from JIS X 0201
            else if (codePoint >= 0xff61 && codePoint <= 0xff9f) {
                c = (char)(codePoint - 0xfec0);
            }
            // Special characters
            else {
                switch (codePoint) {
                case 0x00a5: c = (char)0x5c; break; // YEN SIGN
                case 0x2192: c = (char)0x7e; break; // RIGHTWARDS ARROW
                case 0x2190: c = (char)0x7f; break; // LEFTWARDS ARROW
                case 0x00b0: c = (char)0xdf; break; // DEGREE SIGN maps to KATAKANA SEMI-VOICED SOUND MARK
                case 0x03b1: c = (char)0xe0; break; // GREEK SMALL LETTER ALPHA
                case 0x00c4: c = (char)0xe1; break; // LATIN CAPITAL LETTER A WITH DIAERESIS
                case 0x00e4: c = (char)0xe1; break; // LATIN SMALL LETTER A WITH DIAERESIS
                case 0x00df: c = (char)0xe2; break; // LATIN SMALL LETTER SHARP S
                case 0x03b5: c = (char)0xe3; break; // GREEK SMALL LETTER EPSILON
                case 0x00b5: c = (char)0xe4; break; // MICRO SIGN
                case 0x03bc: c = (char)0xe4; break; // GREEK SMALL LETTER MU
                case 0x03c2: c = (char)0xe5; break; // GREEK SMALL LETTER FINAL SIGMA
                case 0x03c1: c = (char)0xe6; break; // GREEK SMALL LETTER RHO
                case 0x221a: c = (char)0xe8; break; // SQUARE ROOT
                case 0x00b9: c = (char)0xe9; break; // SUPERSCRIPT ONE maps to SUPERSCRIPT (minus) ONE
                case 0x00a4: c = (char)0xeb; break; // CURRENCY SIGN
                case 0x00a2: c = (char)0xec; break; // CENT SIGN
                case 0x2c60: c = (char)0xed; break; // LATIN CAPITAL LETTER L WITH DOUBLE BAR
                case 0x00f1: c = (char)0xee; break; // LATIN SMALL LETTER N WITH TILDE
                case 0x00d6: c = (char)0xef; break; // LATIN CAPITAL LETTER O WITH DIAERESIS
                case 0x00f6: c = (char)0xef; break; // LATIN SMALL LETTER O WITH DIAERESIS
                case 0x03f4: c = (char)0xf2; break; // GREEK CAPITAL THETA SYMBOL
                case 0x221e: c = (char)0xf3; break; // INFINITY
                case 0x03a9: c = (char)0xf4; break; // GREEK CAPITAL LETTER OMEGA
                case 0x00dc: c = (char)0xf5; break; // LATIN CAPITAL LETTER U WITH DIAERESIS
                case 0x00fc: c = (char)0xf5; break; // LATIN SMALL LETTER U WITH DIAERESIS
                case 0x03a3: c = (char)0xf6; break; // GREEK CAPITAL LETTER SIGMA
                case 0x03c0: c = (char)0xf7; break; // GREEK SMALL LETTER PI
                case 0x0304: c = (char)0xf8; break; // COMBINING MACRON
                case 0x00f7: c = (char)0xfd; break; // DIVISION SIGN

                default:
                case 0x25a0: c = (char)0xff; break; // BLACK SQUARE
                }
            }

            // Special handling for 'x' followed by COMBINING MACRON
            if (c == (char)0xf8) {
                if (!ks0066u.EndsWith("x")) {
                    c = (char)0xff; // BLACK SQUARE
                }

                if (ks0066u.Length > 0) {
                    ks0066u = ks0066u.Remove(ks0066u.Length - 1, 1);
                }
            }

            ks0066u += c;
        }

        return ks0066u;
    }

    static void Main()
    {
        IPConnection ipcon = new IPConnection(); // Create IP connection
        BrickletLCD20x4 lcd = new BrickletLCD20x4(UID, ipcon); // Create device object

        ipcon.Connect(HOST, PORT); // Connect to brickd
        // Don't use device before ipcon is connected

        // Turn backlight on
        lcd.BacklightOn();

        // Write some strings using the UTF16ToKS0066U function to map to the LCD charset
        lcd.WriteLine(0, 0, UTF16ToKS0066U("Stromstärke: 17µA"));
        lcd.WriteLine(1, 0, UTF16ToKS0066U("Temperatur:  23°C"));

        // Write a string directly including characters from the LCD charset
        lcd.WriteLine(2, 0, "Drehzahl:   750min\xe9");

        Console.WriteLine("Press enter to exit");
        Console.ReadLine();
        ipcon.Disconnect();
    }
}

API

Prinzipiell kann jede Funktion der C# Bindings, welche einen Wert zurück gibt eine Tinkerforge.TimeoutException werfen. Diese Exception wird geworfen wenn das Gerät nicht antwortet. Wenn eine Kabelverbindung genutzt wird, ist es unwahrscheinlich, dass die Exception geworfen wird (unter der Annahme, dass das Gerät nicht abgesteckt wird). Bei einer drahtlosen Verbindung können Zeitüberschreitungen auftreten, sobald die Entfernung zum Gerät zu groß wird.

Da C# nicht mehrere Rückgabewerte direkt unterstützt, wird das out Schlüsselwort genutzt, um mehrere Werte aus einer Funktion zurückzugeben.

Der Namensraum für alle Brick/Bricklet Bindings und die IPConnection ist Tinkerforge.*.

Alle folgend aufgelisteten Methoden sind Thread-sicher.

Grundfunktionen

public class BrickletLCD20x4(String uid, IPConnection ipcon)

Erzeugt ein Objekt mit der eindeutigen Geräte ID uid:

BrickletLCD20x4 lcd20x4 = new BrickletLCD20x4("YOUR_DEVICE_UID", ipcon);

Dieses Objekt kann benutzt werden, nachdem die IP Connection verbunden ist (siehe Beispiele oben).

public void WriteLine(byte line, byte position, string text)

Schreibt einen Text in die angegebene Zeile (0 bis 3) mit einer vorgegebenen Position (0 bis 19). Der Text kann maximal 20 Zeichen lang sein.

Beispiel: (0, 7, "Hallo") schreibt Hallo in die Mitte der ersten Zeile des Display.

Das Display nutzt einen speziellen Zeichensatz der alle ASCII Zeichen beinhaltet außer Backslash und Tilde. Der Zeichensatz des LCD beinhaltet weiterhin einige Nicht-ASCII Zeichen, siehe die Zeichensatzspezifikation für Details. Das gezeigte Unicode Beispiel verdeutlicht die Verwendung von Nicht-ASCII Zeichen und wie die Wandlung von Unicode in den LCD Zeichensatz möglich ist.

public void ClearDisplay()

Löscht alle Zeichen auf dem Display.

public void BacklightOn()

Aktiviert die Hintergrundbeleuchtung.

public void BacklightOff()

Deaktiviert die Hintergrundbeleuchtung.

public bool IsBacklightOn()

Gibt true zurück wenn die Hintergrundbeleuchtung aktiv ist, sonst false.

Fortgeschrittene Funktionen

public void SetConfig(bool cursor, bool blinking)

Konfiguriert ob der Cursor (angezeigt als "_") sichtbar ist und ob er blinkt (angezeigt als blinkender Block). Die Cursor Position ist ein Zeichen hinter dem zuletzt mit WriteLine() geschriebenen Text.

Der Standardwert ist (false, false).

public void GetConfig(out bool cursor, out bool blinking)

Gibt die Konfiguration zurück, wie von SetConfig() gesetzt.

public bool IsButtonPressed(byte button)

Gibt true zurück wenn die Taste (0 bis 2 oder 0 bis 3 seit Hardware Version 1.2) gedrückt ist.

Wenn auf Tastendrücken und -loslassen reagiert werden soll, wird empfohlen die ButtonPressedCallback und ButtonReleasedCallback Callbacks zu nutzen.

public void SetCustomCharacter(byte index, byte[] character)

Das LCD 20x4 Bricklet kann bis zu 8 benutzerdefinierte Buchstaben speichern. Die Buchstaben bestehen aus 5x8 Pixel und sie können über den Index 0-7 adressiert werden. Um die Pixel zu beschreiben, werden die ersten 5 Bit von 8 Bytes verwenden. Zum Beispiel, um den Buchstaben "H" zu erzeugen, sollte das folgende Array gesendet werden:

  • character[0] = 0b00010001 (Dezimalwert 17)
  • character[1] = 0b00010001 (Dezimalwert 17)
  • character[2] = 0b00010001 (Dezimalwert 17)
  • character[3] = 0b00011111 (Dezimalwert 31)
  • character[4] = 0b00010001 (Dezimalwert 17)
  • character[5] = 0b00010001 (Dezimalwert 17)
  • character[6] = 0b00010001 (Dezimalwert 17)
  • character[7] = 0b00000000 (Dezimalwert 0)

Die Buchstaben können später mit WriteLine() mit den chars mit den Byterepräsentationen 8 ("x08") bis 15 ("x0F") geschrieben werden.

Es ist möglich die benutzerdefinierten Buchstaben im Brick Viewer ab Version 2.0.1 einzustellen.

Benutzerdefinierte Buchstaben werden vom LCD im RAM gespeichert, daher müssen sie nach jedem Start des LCD 20x4 Bricklets gesetzt werden.

Neu in Version 2.0.1 (Plugin).

public byte[] GetCustomCharacter(byte index)

Gibt den benutzerdefinierten Buchstaben für den gegebenen Index zurück, wie von SetCustomCharacter() gesetzt.

Neu in Version 2.0.1 (Plugin).

public void SetDefaultText(byte line, string text)

Setzt den Standard-Text für die Zeilen 0-3. Die maximale Anzahl an Buchstaben pro Zeile ist 20.

Der Standard-Text wird auf dem LCD angezeigt, wenn der Standard-Text-Zähler ausläuft, siehe SetDefaultTextCounter().

Neu in Version 2.0.2 (Plugin).

public string GetDefaultText(byte line)

Gibt den Standard-Text für die Zeilen 0-3 zurück, wie von SetDefaultText() gesetzt.

Neu in Version 2.0.2 (Plugin).

public void SetDefaultTextCounter(int counter)

Setzt den Standard-Text-Zähler in ms. Der Zähler wird von der LCD Firmware einmal pro ms dekrementiert. Wenn der Zähler 0 erreicht wird der Standard-Text auf dem LCD angezeigt (siehe SetDefaultText()).

Diese Funktionalität kann genutzt werden um auf dem LCD einen Text anzuzeigen falls das kontrollierende Programm abstürzt oder die Verbindung unterbrochen wird.

Ein möglicher Ansatz dafür ist SetDefaultTextCounter() einmal pro Minute mit dem Parameter 1000*60*2 (zwei Minuten) aufzurufen. In diesem Fall wird dann der Standard-Text nach spätestens zwei Minuten angezeigt wenn das kontrollierende Programm abstürzt.

Ein negativer Zählerwert stellt die Standard-Text Funktionalität aus.

Der Standardwert ist -1.

Neu in Version 2.0.2 (Plugin).

public int GetDefaultTextCounter()

Gibt den aktuellen Wert des Standard-Text-Zählers zurück.

Neu in Version 2.0.2 (Plugin).

public byte[] GetAPIVersion()

Gibt die Version der API Definition (Major, Minor, Revision) zurück, die diese API Bindings implementieren. Dies ist weder die Release-Version dieser API Bindings noch gibt es in irgendeiner Weise Auskunft über den oder das repräsentierte(n) Brick oder Bricklet.

public bool GetResponseExpected(byte functionId)

Gibt das Response-Expected-Flag für die Funktion mit der angegebenen Funktions IDs zurück. Es ist true falls für die Funktion beim Aufruf eine Antwort erwartet wird, false andernfalls.

Für Getter-Funktionen ist diese Flag immer gesetzt und kann nicht entfernt werden, da diese Funktionen immer eine Antwort senden. Für Konfigurationsfunktionen für Callbacks ist es standardmäßig gesetzt, kann aber entfernt werden mittels SetResponseExpected(). Für Setter-Funktionen ist es standardmäßig nicht gesetzt, kann aber gesetzt werden.

Wenn das Response-Expected-Flag für eine Setter-Funktion gesetzt ist, können Timeouts und andere Fehlerfälle auch für Aufrufe dieser Setter-Funktion detektiert werden. Das Gerät sendet dann eine Antwort extra für diesen Zweck. Wenn das Flag für eine Setter-Funktion nicht gesetzt ist, dann wird keine Antwort vom Gerät gesendet und Fehler werden stillschweigend ignoriert, da sie nicht detektiert werden können.

Siehe SetResponseExpected() für die Liste der verfügbaren Funktions ID Konstanten für diese Funktion.

public void SetResponseExpected(byte functionId, bool responseExpected)

Ändert das Response-Expected-Flag für die Funktion mit der angegebenen Funktion IDs. Diese Flag kann nur für Setter-Funktionen (Standardwert: false) und Konfigurationsfunktionen für Callbacks (Standardwert: true) geändert werden. Für Getter-Funktionen ist das Flag immer gesetzt.

Wenn das Response-Expected-Flag für eine Setter-Funktion gesetzt ist, können Timeouts und andere Fehlerfälle auch für Aufrufe dieser Setter-Funktion detektiert werden. Das Gerät sendet dann eine Antwort extra für diesen Zweck. Wenn das Flag für eine Setter-Funktion nicht gesetzt ist, dann wird keine Antwort vom Gerät gesendet und Fehler werden stillschweigend ignoriert, da sie nicht detektiert werden können.

Die folgenden Funktions ID Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickletLCD20x4.FUNCTION_WRITE_LINE = 1
  • BrickletLCD20x4.FUNCTION_CLEAR_DISPLAY = 2
  • BrickletLCD20x4.FUNCTION_BACKLIGHT_ON = 3
  • BrickletLCD20x4.FUNCTION_BACKLIGHT_OFF = 4
  • BrickletLCD20x4.FUNCTION_SET_CONFIG = 6
  • BrickletLCD20x4.FUNCTION_SET_CUSTOM_CHARACTER = 11
  • BrickletLCD20x4.FUNCTION_SET_DEFAULT_TEXT = 13
  • BrickletLCD20x4.FUNCTION_SET_DEFAULT_TEXT_COUNTER = 15
public void SetResponseExpectedAll(bool responseExpected)

Ändert das Response-Expected-Flag für alle Setter-Funktionen und Konfigurationsfunktionen für Callbacks diese Gerätes.

public void GetIdentity(out string uid, out string connectedUid, out char position, out byte[] hardwareVersion, out byte[] firmwareVersion, out int deviceIdentifier)

Gibt die UID, die UID zu der das Bricklet verbunden ist, die Position, die Hard- und Firmware Version sowie den Device Identifier zurück.

Die Position kann 'a', 'b', 'c' oder 'd' sein.

Eine Liste der Device Identifier Werte ist hier zu finden. Es gibt auch eine Konstante für den Device Identifier dieses Bricklet.

Callbacks

Callbacks können registriert werden um zeitkritische oder wiederkehrende Daten vom Gerät zu erhalten. Die Registrierung geschieht durch Anhängen des Callback Handlers an den passenden Event:

void MyCallback(BrickletLCD20x4 sender, int value)
{
    System.Console.WriteLine("Value: " + value);
}

lcd20x4.ExampleCallback += MyCallback;

Die verfügbaren Events werden weiter unten beschrieben.

Bemerkung

Callbacks für wiederkehrende Ereignisse zu verwenden ist immer zu bevorzugen gegenüber der Verwendung von Abfragen. Es wird weniger USB-Bandbreite benutzt und die Latenz ist erheblich geringer, da es keine Paketumlaufzeit gibt.

public event ButtonPressedCallback(BrickletLCD20x4 sender, byte button)

Dieser Callback wird ausgelöst wenn eine Taste gedrückt wird. Der Parameter ist die Nummer der Taste (0 bis 2 oder 0 bis 3 seit Hardware Version 1.2).

public event ButtonReleasedCallback(BrickletLCD20x4 sender, byte button)

Dieser Callback wird ausgelöst wenn eine Taste losgelassen wird. Der Parameter ist die Nummer der Taste (0 bis 2 oder 0 bis 3 seit Hardware Version 1.2).

Konstanten

public int DEVICE_IDENTIFIER

Diese Konstante wird verwendet um ein LCD 20x4 Bricklet zu identifizieren.

Die GetIdentity() Funktion und der EnumerateCallback Callback der IP Connection haben ein deviceIdentifier Parameter um den Typ des Bricks oder Bricklets anzugeben.

public string DEVICE_DISPLAY_NAME

Diese Konstante stellt den Anzeigenamen eines LCD 20x4 Bricklet dar.