單片機之LCD顯示原理

1、文檔供參考，可復制、編制，期待您的好評與關(guān)注！ 5.自制單片機之五LCD1602的驅(qū)動LCD1602已很普遍了，具體介紹我就不多說了，市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣，定義如下表所示：            

2、                     字符型LCD的引腳定義HD44780內(nèi)置了DDRAM、CGROM和CGRAM。DDRAM就是顯示數(shù)據(jù)RAM，用來寄存待顯示的字符代碼。共80個字節(jié)，其地址和屏幕的對應(yīng)關(guān)系如下表：也就是說想要在LCD1602屏幕的第一行第一列顯示一個"A"字,就要向DDRAM的00H地址寫入“A”字的代碼就行了。但具體的寫入是要按LCD模塊的指令格式來進

3、行的，后面我會說到的。那么一行可有40個地址呀？是的，在1602中我們就用前16個就行了。第二行也一樣用前16個地址。對應(yīng)如下：                         DDRAM地址與顯示位置的對應(yīng)關(guān)系我們知道文本文件中每一個字符都是用一個字節(jié)的代碼記錄的。一個漢字是用兩個字節(jié)的代碼記錄。在PC上我們只要打開文本文件就能在屏幕上看到對應(yīng)的字符是因為

4、在操作系統(tǒng)里和BIOS里都固化有字符字模。什么是字模？就代表了是在點陣屏幕上點亮和熄滅的信息數(shù)據(jù)。例如“A”字的字模：           01110           10001           10001       &

5、#160;   10001           11111           10001           10001上圖左邊的數(shù)據(jù)就是字模數(shù)據(jù)，右邊就是將左邊數(shù)據(jù)用“”代表0，用“”代表1。看出是個“A”字了嗎？在文本文件中“A”字的代碼是41H，PC收到41H的代碼后就去

6、字模文件中將代表A字的這一組數(shù)據(jù)送到顯卡去點亮屏幕上相應(yīng)的點，你就看到“A”這個字了。剛才我說了想要在LCD1602屏幕的第一行第一列顯示一個"A"字,就要向DDRAM的00H地址寫入“A”字的代碼41H就行了，可41H這一個字節(jié)的代碼如何才能讓LCD模塊在屏幕的陣點上顯示“A”字呢？同樣，在LCD模塊上也固化了字模存儲器，這就是CGROM和CGRAM。HD44780內(nèi)置了192個常用字符的字模，存于字符產(chǎn)生器CGROM(Character Generator ROM)中，另外還有8個允許用戶自定義的字符產(chǎn)生RAM，稱為CGRAM(Character Generator R

7、AM)。下圖說明了CGROM和CGRAM與字符的對應(yīng)關(guān)系。從上圖可以看出，“A”字的對應(yīng)上面高位代碼為0100，對應(yīng)左邊低位代碼為0001，合起來就是01000001，也就是41H?？梢娝拇a與我們PC中的字符代碼是基本一致的。因此我們在向DDRAM寫C51字符代碼程序時甚至可以直接用P1'A'這樣的方法。PC在編譯時就把“A”先轉(zhuǎn)為41H代碼了。字符代碼0x000x0F為用戶自定義的字符圖形RAM(對于5X8點陣的字符，可以存放8組，5X10點陣的字符，存放4組)，就是CGRAM了。后面我會詳細說的。0x200x7F為標準的ASCII碼，0xA00xFF為日文字符和希臘文字

8、符，其余字符碼(0x100x1F及0x800x9F)沒有定義。那么如何對DDRAM的內(nèi)容和地址進行具體操作呢，下面先說說HD44780的指令集及其設(shè)置說明，請瀏覽該指令集，并找出對DDRAM的內(nèi)容和地址進行操作的指令。共11條指令：1. 清屏指令功能：<1> 清除液晶顯示器，即將DDRAM的內(nèi)容全部填入"空白"的ASCII碼20H;               <2> 光標歸位，即將光標撤回液晶顯示屏的左上方;&

9、#160;              <3> 將地址計數(shù)器(AC)的值設(shè)為0。2. 光標歸位指令 功能：<1> 把光標撤回到顯示器的左上方;      <2> 把地址計數(shù)器(AC)的值設(shè)置為0;     <3> 保持DDRAM的內(nèi)容不變。 3.進入模式設(shè)置指令功能：設(shè)定每次定入1位數(shù)據(jù)后光標的移位方向，并且設(shè)定每次寫入的一個字符是

10、否移動。參數(shù)設(shè)定的                情況如下所示：                位名              設(shè)置   &

11、#160;            I/D               0=寫入新數(shù)據(jù)后光標左移                  1=寫入新數(shù)據(jù)后光標右移  &

12、#160;             S                 0= 動              1=寫入新數(shù)據(jù)后顯示屏整體右移1個字符4.顯示開關(guān)控制指令功能：控制顯示器開/關(guān)、

13、光標顯示/關(guān)閉以及光標是否閃爍。參數(shù)設(shè)定的情況如下：                位名              設(shè)置                 D&#

14、160;               0=顯示功能關(guān)               1=顯示功能開                 C  &#

15、160;             0=無光標                   1=有光標                 B 

16、               0=光標閃爍                 1=光標不閃爍5.設(shè)定顯示屏或光標移動方向指令功能：使光標移位或使整個顯示屏幕移位。參數(shù)設(shè)定的情況如下：          

17、      S/C               R/L                設(shè)定情況              

18、;  0                 0                  光標左移1格，且AC值減1             

19、;   0                 1                  光標右移1格，且AC值加1            

20、;    1                 0                  顯示器上字符全部左移一格，但光標不動          

21、      1                 1                  顯示器上字符全部右移一格，但光標不動6.功能設(shè)定指令功能：設(shè)定數(shù)據(jù)總線位數(shù)、顯示的行數(shù)及字型。參數(shù)設(shè)定的情況如下： 

22、0;              位名              設(shè)置                DL       &

23、#160;        0=數(shù)據(jù)總線為4位                  1=數(shù)據(jù)總線為8位                N      

24、60;          0=顯示1行                        1=顯示2行               

25、F                 0=5×7點陣/每字符                1=5×10點陣/每字符7.設(shè)定CGRAM地址指令功能：設(shè)定下一個要存入數(shù)據(jù)的CGRAM的地址。8.設(shè)定DDRAM地址指令功能：設(shè)定下一個要存入數(shù)據(jù)的DDRAM的地址。9.讀取忙信

26、號或AC地址指令功能：<1> 讀取忙碌信號BF的內(nèi)容，BF=1表示液晶顯示器忙，暫時無法接收單片機送來的數(shù)據(jù)或指令;                    當BF=0時，液晶顯示器可以接收單片機送來的數(shù)據(jù)或指令;                &l

27、t;2> 讀取地址計數(shù)器(AC)的內(nèi)容。10.數(shù)據(jù)寫入DDRAM或CGRAM指令一覽功能：<1> 將字符碼寫入DDRAM，以使液晶顯示屏顯示出相對應(yīng)的字符;                <2> 將使用者自己設(shè)計的圖形存入CGRAM。11.從CGRAM或DDRAM讀出數(shù)據(jù)的指令一覽功能：讀取DDRAM或CGRAM中的內(nèi)容。基本操作時序：讀狀態(tài)      &#

28、160;    輸入：RS=L，RW=H，E=H                                      輸出：DB0DB7=狀態(tài)字寫指令   

29、0;       輸入：RS=L，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0DB7=指令碼            輸出：無讀數(shù)據(jù)           輸入：RS=H，RW=H，E=H             &

30、#160;                        輸出：DB0DB7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)           輸入：RS=H，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0DB7=數(shù)據(jù)        &#

31、160;     輸出：無看了那么多是不是有些暈？我也是啊，不過慢慢理解還是沒問題的。實際上面說了那么多具體怎么操作我還是沒會啊？好!咱就簡單點。舉個實例，就在LCD1602屏幕上第一行第一列顯示個“A”字。1.先初始化。（老大！好像上面沒初始化這條指令啊?。?#160;          先別拿東西扔我，說明書上是這么說的。也就先寫入些指令。/先定義接口# include <AT89x51.h>/*    

32、60;    P1-DB0DB7           P2.0-RS                              P2.1-RW   &

33、#160;                          P2.2-E*/# define LCD_DB        P1        sbit     

34、;    LCD_RS=P20;        sbit         LCD_RW=P21;        sbit         LCD_E=P22;/*定義函數(shù)*/# define uchar unsigned char# define uint unsign

35、ed intvoid LCD_init(void);/初始化函數(shù)void LCD_write_command(uchar command);/寫指令函數(shù)void LCD_write_data(uchar dat);/寫數(shù)據(jù)函數(shù)void LCD_disp_char(uchar x,uchar y,uchar dat);/在某個屏幕位置上顯示一個字符,X（0-16),y(1-2)/void LCD_check_busy(void);/檢查忙函數(shù)。我沒用到此函數(shù)，因為通過率極低。void delay_n40us(uint n);/延時函數(shù)/*/*初始化函數(shù)*void LCD_init(void)LC

36、D_write_command(0x38);/設(shè)置8位格式，2行，5x7LCD_write_command(0x0c);/整體顯示，關(guān)光標，不閃爍LCD_write_command(0x06);/設(shè)定輸入方式，增量不移位LCD_write_command(0x01);/清除屏幕顯示delay_n40us(100);/實踐證明，我的LCD1602上，用for循環(huán)200次就能可靠完成清屏指令。/*/*寫指令函數(shù)*void LCD_write_command(uchar dat)LCD_DB=dat;LCD_RS=0;/指令LCD_RW=0;/寫入LCD_E=1;/允許LCD_E=0;delay_n

37、40us(1);/實踐證明，我的LCD1602上，用for循環(huán)1次就能完成普通寫指令。/*/*寫數(shù)據(jù)函數(shù)*void LCD_write_data(uchar dat)LCD_DB=dat;LCD_RS=1;/數(shù)據(jù)LCD_RW=0;/寫入LCD_E=1;/允許LCD_E=0;delay_n40us(1);/*/*顯示一個字符函數(shù)*void LCD_disp_char(uchar x,uchar y,uchar dat)uchar address;if(y=1)         address=0x80+x;else&

38、#160;        address=0xc0+x;LCD_write_command(address);LCD_write_data(dat);/*/*檢查忙函數(shù)*void LCD_check_busy()      /實踐證明，在我的LCD1602上，檢查忙指令通過率極低，以                &#

39、160;                         /至于不能正常使用LCD。因此我沒有再用檢查忙函數(shù)。而使do                    &

40、#160;                  /用了延時的方法，延時還是非常好用的。我試了一下，用        LCD_E=0;                   /for循環(huán)

41、作延時，普通指令只要1次循就可完成。清屏指令          LCD_RS=0;                 /要用200次循環(huán)便能完成。              LCD_RW=1;  

42、60;       LCD_DB=0xff;          LCD_E=1;        while(LCD_DB7=1);*/*延時函數(shù)*void delay_n40us(uint n) uint i;      uchar j;       

43、0;            for(i=n;i>0;i-)           for(j=0;j<2;j+);          /在這個延時循環(huán)函數(shù)中我只做了2次循環(huán)，         

44、0;                               /實踐證明我的LCD1602上普通的指令只需1次循環(huán)就能可靠完成。/*/*主函數(shù)*void main(void)        LCD_init(); &

45、#160;      LCD_disp_char(0,1,"A");        while(1);/*具體電路的制作是很簡單的，就接了兩個電阻，一個是10歐姆的背光限流電阻，另一個是2K的LCD極板電壓調(diào)節(jié)電阻。這兩個電阻的阻值怎么定呢？背光比較簡單，它就相當于在后面接了幾個發(fā)光二極管，任何時候你只要在15、16腳串上個100歐的電位器接上電源，調(diào)節(jié)電位器，覺得亮度合適。此時的阻值便可。LCD液晶極板驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)電阻的確定就稍微麻煩一點。在各數(shù)據(jù)線，控

46、制線接好關(guān)通上電源的前提下在第3腳(VEE)和地之間接一個10K的電位器。調(diào)節(jié)電位器。當3腳電壓高時為全亮，電壓為0時為全暗(液晶全顯示為黑塊)。你用電位器把屏幕從全暗剛好調(diào)到變亮。這時便可調(diào)試程序。待屏幕能正確顯示后再細調(diào)電位器，使對比度合適。這時的阻值便可確定，然后換成等值的固定電阻焊上便可。我們接著上次的系統(tǒng)板制做：新買的1602LCD，20元，貴不？反面：組裝后： 具體電路圖： 接口說明： 運行：用戶自定義字符的應(yīng)用：我們從CGROM表上可以看到，在表的最左邊是一列可以允許用戶自定義的CGRAM，從上往下看著是16個，實際只有8個字節(jié)可用。它的字符碼是0000000000000111這

47、8個地址，表的下面還有8個字節(jié)，但因為這個CGRAM的字符碼規(guī)定02位為地址，3位無效，47全為零。因此CGRAM的字符碼只有最后三位能用也就是8個字節(jié)了。等效為0000X111，X為無效位，最后三位為000111共8個。如果我們要想顯示這8個用戶自定義的字符，操作方法和顯示CGROM的一樣，先設(shè)置DDRAM位置，再向DDRAM寫入字符碼，例如“A”就是41H?，F(xiàn)在我們要顯示CGRAM的第一個自定義字符，就向DDRAM寫入00000000B(00H),如果要顯示第8個就寫入00000111(08H),簡單吧！好！現(xiàn)在我們來看怎么向這八個自定義字符寫入字模。有個設(shè)置CGRAM地址的指令大家還記得

48、嗎？趕快再找出來看看。從這個指令可以看出指令數(shù)據(jù)的高2位已固定是01，只有后面的6位是地址數(shù)據(jù)，而這6位中的高3位就表示這八個自定義字符，最后的3位就是字模數(shù)據(jù)的八個地址了。例如第一個自定義字符的字模地址為0100000001000111八個地址。我們向這8個字節(jié)寫入字模數(shù)據(jù)，讓它能顯示出“”地址：01000000數(shù)據(jù)：00010000       圖示:0100000100000110            

49、60;  0100001000001001               0100001100001000               0100010000001000            

50、   0100010100001001               0100011000000110               0100011100000000           

51、60;   下面我們寫一段程序讓這8個自定義字符顯示出一個心的圖案：# include <reg51.h>unsigned char table1=0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,                           0x18,0x1E,0x1

52、f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,                           0x07,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,            

53、0;              0x10,0x18,0x1c,0x1E,0x1E,0x1E,0x1E,0x1E,                           0x0f,0x07,0x03,0x01,0x

54、00,0x00,0x00,0x00,                           0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x0f,0x07,0x01,              &

55、#160;            0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1c,0x18,0x00,                           0x1c,0x18,0x10,0x00,0x00,0x00,0

56、x00,0x00;/心圖案unsigned char table=0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00;/字符 #define     CLEARSCREEN     LCD_write_command(0x01)/*定義接口*/#define     LCDIO      P2sbit LCD1602_RS=P30;    sbit LCD16

57、02_RW=P31;   sbit LCD1602_EN=P32;   /*定義函數(shù)*/void LCD_write_command(unsigned char command);/寫入指令函數(shù)void LCD_write_dat(unsigned char dat);/寫入數(shù)據(jù)函數(shù)void LCD_set_xy( unsigned char x, unsigned char y );/設(shè)置顯示位置函數(shù)void LCD_dsp_char( unsigned x,unsigned char y,unsigned char dat);/顯

58、示一個字符函數(shù)void LCD_dsp_string(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char *s);/顯示字符串函數(shù)void LCD_init(void);/初始化函數(shù)void delay_nms(unsigned int n);/延時函數(shù)/*/*初始化函數(shù)*/void LCD_init(void) CLEARSCREEN;/clear screen LCD_write_command(0x38);/set 8 bit data transmission mode LCD_write_command(0x0c);/open display

59、(enable lcd display)LCD_write_command(0x80);/set lcd first display address CLEARSCREEN;/clear screen/*/*寫指令函數(shù)*/  void LCD_write_command(unsigned char command)      LCDIO=command;      LCD1602_RS=0;       &

60、#160; LCD1602_RW=0;      LCD1602_EN=0;      LCD1602_EN=1;      delay_nms(10);/*/*寫數(shù)據(jù)函數(shù)*/void LCD_write_dat(unsigned char dat)LCDIO=dat;LCD1602_RS=1;LCD1602_RW=0;LCD1602_EN=0;delay_nms(1);LCD1602_EN=1;/*/*設(shè)置顯示位置*/void LCD_set_

61、xy( unsigned char x, unsigned char y )unsigned char address;if (y = 1)      address = 0x80 + x;else         address =0xc0+ x;LCD_write_command(address); /*/*顯示一個字符*/void LCD_dsp_char( unsigned x,unsigned char y,unsigned char dat)LCD_set_xy( x, y ); LCD_write_dat(dat);/*/*顯示字符串函數(shù)*/void LCD_dsp_string(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char *s)       LCD_set_xy( X, Y );        while (*s)               &#