Наткнулся на хабре на статью, в которой рассказывалось как подключить LCD к микроконтроллёру по шине I2C. В статье был стандартный хабровский бред для ограниченных, но она дала наводку на плату-адаптер Funduino, из описания которой стало ясно, что внутри используется GPIO расширитель PCF8574, а сам дисплей применяется в 4-битном режиме. Приведу схему здесь:

Можно теперь будет использовать данный подход в своих платах, только надо исправить один недостаток приведённой схемы: ногу RW (5) дисплея надо завести на ногу P6 (11) расширителя, это позволит при необходимости считывать состояние дисплея.