Python - LCD 20x4 Bricklet

Dies ist die Beschreibung der Python 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 Python API Bindings ist Teil deren allgemeine Beschreibung.

Beispiele

Der folgende Beispielcode ist Public Domain (CC0 1.0).

Hello World

Download (example_hello_world.py)

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#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

HOST = "localhost"
PORT = 4223
UID = "XYZ" # Change XYZ to the UID of your LCD 20x4 Bricklet

from tinkerforge.ip_connection import IPConnection
from tinkerforge.bricklet_lcd_20x4 import BrickletLCD20x4

if __name__ == "__main__":
    ipcon = IPConnection() # Create IP connection
    lcd = 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.backlight_on()

    # Write "Hello World"
    lcd.write_line(0, 0, "Hello World")

    raw_input("Press key to exit\n") # Use input() in Python 3
    ipcon.disconnect()

Button Callback

Download (example_button_callback.py)

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#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

HOST = "localhost"
PORT = 4223
UID = "XYZ" # Change XYZ to the UID of your LCD 20x4 Bricklet

from tinkerforge.ip_connection import IPConnection
from tinkerforge.bricklet_lcd_20x4 import BrickletLCD20x4

# Callback function for button pressed callback
def cb_button_pressed(button):
    print("Button Pressed: " + str(button))

# Callback function for button released callback
def cb_button_released(button):
    print("Button Released: " + str(button))

if __name__ == "__main__":
    ipcon = IPConnection() # Create IP connection
    lcd = 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 cb_button_pressed
    lcd.register_callback(lcd.CALLBACK_BUTTON_PRESSED, cb_button_pressed)

    # Register button released callback to function cb_button_released
    lcd.register_callback(lcd.CALLBACK_BUTTON_RELEASED, cb_button_released)

    raw_input("Press key to exit\n") # Use input() in Python 3
    ipcon.disconnect()

Unicode

Download (example_unicode.py)

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#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

HOST = "localhost"
PORT = 4223
UID = "XYZ" # Change XYZ to the UID of your LCD 20x4 Bricklet

import sys
from tinkerforge.ip_connection import IPConnection
from tinkerforge.bricklet_lcd_20x4 import BrickletLCD20x4

# Maps a Python string to the LCD charset
def unicode_to_ks0066u(string):
    if sys.hexversion < 0x03000000:
        byte = lambda x: chr(x)
        ks0066u = ''

        if not isinstance(string, unicode):
            code_points = unicode(string, 'UTF-8')
        else:
            code_points = string
    else:
        byte = lambda x: bytes([x])
        ks0066u = bytes()
        code_points = string

    for code_point in code_points:
        code_point = ord(code_point)

        # ASCII subset from JIS X 0201
        if code_point >= 0x0020 and code_point <= 0x007e:
            # The LCD charset doesn't include '\' and '~', use similar characters instead
            mapping = {
                0x005c : byte(0xa4), # REVERSE SOLIDUS maps to IDEOGRAPHIC COMMA
                0x007e : byte(0x2d)  # TILDE maps to HYPHEN-MINUS
            }

            try:
                c = mapping[code_point]
            except KeyError:
                c = byte(code_point)
        # Katakana subset from JIS X 0201
        elif code_point >= 0xff61 and code_point <= 0xff9f:
            c = byte(code_point - 0xfec0)
        # Special characters
        else:
            mapping = {
                0x00a5 : byte(0x5c), # YEN SIGN
                0x2192 : byte(0x7e), # RIGHTWARDS ARROW
                0x2190 : byte(0x7f), # LEFTWARDS ARROW
                0x00b0 : byte(0xdf), # DEGREE SIGN maps to KATAKANA SEMI-VOICED SOUND MARK
                0x03b1 : byte(0xe0), # GREEK SMALL LETTER ALPHA
                0x00c4 : byte(0xe1), # LATIN CAPITAL LETTER A WITH DIAERESIS
                0x00e4 : byte(0xe1), # LATIN SMALL LETTER A WITH DIAERESIS
                0x00df : byte(0xe2), # LATIN SMALL LETTER SHARP S
                0x03b5 : byte(0xe3), # GREEK SMALL LETTER EPSILON
                0x00b5 : byte(0xe4), # MICRO SIGN
                0x03bc : byte(0xe4), # GREEK SMALL LETTER MU
                0x03c2 : byte(0xe5), # GREEK SMALL LETTER FINAL SIGMA
                0x03c1 : byte(0xe6), # GREEK SMALL LETTER RHO
                0x221a : byte(0xe8), # SQUARE ROOT
                0x00b9 : byte(0xe9), # SUPERSCRIPT ONE maps to SUPERSCRIPT (minus) ONE
                0x00a4 : byte(0xeb), # CURRENCY SIGN
                0x00a2 : byte(0xec), # CENT SIGN
                0x2c60 : byte(0xed), # LATIN CAPITAL LETTER L WITH DOUBLE BAR
                0x00f1 : byte(0xee), # LATIN SMALL LETTER N WITH TILDE
                0x00d6 : byte(0xef), # LATIN CAPITAL LETTER O WITH DIAERESIS
                0x00f6 : byte(0xef), # LATIN SMALL LETTER O WITH DIAERESIS
                0x03f4 : byte(0xf2), # GREEK CAPITAL THETA SYMBOL
                0x221e : byte(0xf3), # INFINITY
                0x03a9 : byte(0xf4), # GREEK CAPITAL LETTER OMEGA
                0x00dc : byte(0xf5), # LATIN CAPITAL LETTER U WITH DIAERESIS
                0x00fc : byte(0xf5), # LATIN SMALL LETTER U WITH DIAERESIS
                0x03a3 : byte(0xf6), # GREEK CAPITAL LETTER SIGMA
                0x03c0 : byte(0xf7), # GREEK SMALL LETTER PI
                0x0304 : byte(0xf8), # COMBINING MACRON
                0x00f7 : byte(0xfd), # DIVISION SIGN
                0x25a0 : byte(0xff)  # BLACK SQUARE
            }

            try:
                c = mapping[code_point]
            except KeyError:
                c = byte(0xff) # BLACK SQUARE

        # Special handling for 'x' followed by COMBINING MACRON
        if c == byte(0xf8):
            if len(ks0066u) == 0 or not ks0066u.endswith(byte(0x78)):
                c = byte(0xff) # BLACK SQUARE

            if len(ks0066u) > 0:
                ks0066u = ks0066u[:-1]

        ks0066u += c

    return ks0066u

if __name__ == "__main__":
    ipcon = IPConnection() # Create IP connection
    lcd = 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.backlight_on()

    # Write some strings using the unicode_to_ks0066u function to map to the LCD charset
    lcd.write_line(0, 0, unicode_to_ks0066u('Stromstärke: 17µA'))
    lcd.write_line(1, 0, unicode_to_ks0066u('Temperatur:  23°C'))

    # Write a string directly including characters from the LCD charset
    lcd.write_line(2, 0, b'Drehzahl:   750min\xe9')

    raw_input("Press key to exit\n") # Use input() in Python 3
    ipcon.disconnect()

API

Prinzipiell kann jede Funktion der Python Bindings tinkerforge.ip_connection.Error Exception werfen, welche ein value und eine description Property hat. value kann verschiende Werte haben:

  • Error.TIMEOUT = -1
  • Error.NOT_ADDED = -6 (seit Bindings Version 2.0.0 nicht mehr verwendet)
  • Error.ALREADY_CONNECTED = -7
  • Error.NOT_CONNECTED = -8
  • Error.INVALID_PARAMETER = -9
  • Error.NOT_SUPPORTED = -10
  • Error.UNKNOWN_ERROR_CODE = -11
  • Error.STREAM_OUT_OF_SYNC = -12
  • Error.INVALID_UID = -13

Alle folgend aufgelisteten Funktionen sind Thread-sicher.

Grundfunktionen

BrickletLCD20x4(uid, ipcon)
Parameter:
  • uid -- string
  • ipcon -- IPConnection

Erzeugt ein Objekt mit der eindeutigen Geräte ID uid:

lcd_20x4 = BrickletLCD20x4("YOUR_DEVICE_UID", ipcon)

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

BrickletLCD20x4.write_line(line, position, text)
Parameter:
  • line -- int
  • position -- int
  • text -- str
Rückgabetyp:

None

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.

BrickletLCD20x4.clear_display()
Rückgabetyp:None

Löscht alle Zeichen auf dem Display.

BrickletLCD20x4.backlight_on()
Rückgabetyp:None

Aktiviert die Hintergrundbeleuchtung.

BrickletLCD20x4.backlight_off()
Rückgabetyp:None

Deaktiviert die Hintergrundbeleuchtung.

BrickletLCD20x4.is_backlight_on()
Rückgabetyp:bool

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

Fortgeschrittene Funktionen

BrickletLCD20x4.set_config(cursor, blinking)
Parameter:
  • cursor -- bool
  • blinking -- bool
Rückgabetyp:

None

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 write_line() geschriebenen Text.

Der Standardwert ist (false, false).

BrickletLCD20x4.get_config()
Rückgabetyp:(bool, bool)

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

Das zurückgegebene namedtuple enthält die Variablen cursor und blinking.

BrickletLCD20x4.is_button_pressed(button)
Parameter:button -- int
Rückgabetyp:bool

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 CALLBACK_BUTTON_PRESSED und CALLBACK_BUTTON_RELEASED Callbacks zu nutzen.

BrickletLCD20x4.set_custom_character(index, character)
Parameter:
  • index -- int
  • character -- [int, int, ..5x.., int]
Rückgabetyp:

None

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 write_line() 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).

BrickletLCD20x4.get_custom_character(index)
Parameter:index -- int
Rückgabetyp:[int, int, ..5x.., int]

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

Neu in Version 2.0.1 (Plugin).

BrickletLCD20x4.set_default_text(line, text)
Parameter:
  • line -- int
  • text -- str
Rückgabetyp:

None

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 set_default_text_counter().

Neu in Version 2.0.2 (Plugin).

BrickletLCD20x4.get_default_text(line)
Parameter:line -- int
Rückgabetyp:str

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

Neu in Version 2.0.2 (Plugin).

BrickletLCD20x4.set_default_text_counter(counter)
Parameter:counter -- int
Rückgabetyp:None

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 set_default_text()).

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 set_default_text_counter() 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).

BrickletLCD20x4.get_default_text_counter()
Rückgabetyp:int

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

Neu in Version 2.0.2 (Plugin).

BrickletLCD20x4.get_api_version()
Rückgabetyp:[int, int, int]

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.

BrickletLCD20x4.get_response_expected(function_id)
Parameter:function_id -- int
Rückgabetyp:bool

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 set_response_expected(). 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.

Die folgenden 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
BrickletLCD20x4.set_response_expected(function_id, response_expected)
Parameter:
  • function_id -- int
  • response_expected -- bool
Rückgabetyp:

None

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 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
BrickletLCD20x4.set_response_expected_all(response_expected)
Parameter:response_expected -- bool
Rückgabetyp:None

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

BrickletLCD20x4.get_identity()
Rückgabetyp:(str, str, chr, [int, int, int], [int, int, int], int)

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 Bricklets.

Das zurückgegebene namedtuple enthält die Variablen uid, connected_uid, position, hardware_version, firmware_version und device_identifier.

Konfigurationsfunktionen für Callbacks

BrickletLCD20x4.register_callback(callback_id, function)
Parameter:
  • callback_id -- int
  • function -- callable
Rückgabetyp:

None

Registriert die function für die gegebene callback_id.

Die verfügbaren Callback IDs mit den zugehörigen Funktionssignaturen sind unten zu finden.

Callbacks

Callbacks können registriert werden um zeitkritische oder wiederkehrende Daten vom Gerät zu erhalten. Die Registrierung kann mit der Funktion register_callback() des Geräte Objektes durchgeführt werden. Der erste Parameter ist die Callback ID und der zweite Parameter die Callback-Funktion:

def my_callback(param):
    print(param)

lcd_20x4.register_callback(BrickletLCD20x4.CALLBACK_EXAMPLE, my_callback)

Die verfügbaren IDs mit der dazugehörigen Parameteranzahl und -typen 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.

BrickletLCD20x4.CALLBACK_BUTTON_PRESSED
Parameter:button -- int

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).

BrickletLCD20x4.CALLBACK_BUTTON_RELEASED
Parameter:button -- int

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

BrickletLCD20x4.DEVICE_IDENTIFIER

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

Die get_identity() Funktion und der IPConnection.CALLBACK_ENUMERATE Callback der IP Connection haben ein device_identifier Parameter um den Typ des Bricks oder Bricklets anzugeben.

BrickletLCD20x4.DEVICE_DISPLAY_NAME

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