LCD1602原理及顯示程序

1、在日常生活中,我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件,如在計(jì)算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以瞧到,顯示的主要就是數(shù)字、專用符號與圖形。在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中,一般的輸出方式有以下幾種:發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。發(fā)光管與LED數(shù)碼管比較常用,軟硬件都比較簡單,在前面章節(jié)已經(jīng)介紹過,在此不作介紹,本章重點(diǎn)介紹字符型液晶顯示器的應(yīng)用。在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):顯示質(zhì)量高由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號后就一直保持那種色彩與亮度,恒定發(fā)光,而不像陰極射線管顯示器(CRT)那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。因此,液晶顯示器畫質(zhì)高且不

2、會閃爍。數(shù)字式接口液晶顯示器都就是數(shù)字式的,與單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡單可靠,操作更加方便。體積小、重量輕液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的,在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。功耗低相對而言,液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極與驅(qū)動IC上,因而耗電量比其它顯示器要少得多。10.8.1 液晶顯示簡介液晶顯示原理液晶顯示的原理就是利用液晶的物理特性,通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制,有電就有顯示,這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn),目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動通信工具等眾多領(lǐng)

3、域。液晶顯示器的分類液晶顯示的分類方法有很多種,通常可按其顯示方式分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。除了黑白顯示外,液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動方式來分,可以分為靜態(tài)驅(qū)動(Static)、單純矩陣驅(qū)動(SimpleMatrix)與主動矩陣驅(qū)動(ActiveMatrix)三種。液晶顯示器各種圖形的顯示原理:線段的顯示點(diǎn)陣圖形式液晶由MXN個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行,每行有128列，每8列對應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16X8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上64X16個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對應(yīng),每一字節(jié)的內(nèi)容與顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗

4、由RAM區(qū)的000H00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定,當(dāng)(000H)=FFH時(shí),則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)(3FFH尸F(xiàn)FH時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)(000H尸F(xiàn)FH,(001H)=00H,(002H)=00H,(00EH)=00H,(00FH)=00H時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線與8條暗線組成的虛線。這就就是LCD顯示的基本原理。字符的顯示用LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由6X8或8X8點(diǎn)陣組成，既要找到與顯示屏幕上某幾個(gè)位置對應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié),還要使每字節(jié)的不同位為“1”,其它的為“0”,為“1”的點(diǎn)亮,為“0”的不亮。這樣一來就組成

5、某個(gè)字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說,顯示字符就比較簡單了,可以讓控制器工作在文本方式,根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址,設(shè)立光標(biāo),在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。漢字的顯示漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼（一般用字模提取軟件），每個(gè)漢字占32B,分左右兩半，各占16B,左邊為1、3、5右邊為2、4、6根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加1,送第二個(gè)字節(jié)，換行按列對齊，送第三個(gè)字節(jié)直到32B顯示完就可以LCD上得到一個(gè)完整漢字。10.8.2

6、1602字符型LCD簡介字符型液晶顯示模塊就是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點(diǎn)陣式LCD,目前常用16*1,16*2,20*2與40*2行等的模塊。下面以長沙太陽人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。一般1602字符型液晶顯示器實(shí)物如圖10-53:圖10-531602字符型液晶顯示器實(shí)物圖10.8、2、11602LCD的基本參數(shù)及引腳功能1602LCD分為帶背光與不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，就是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖10-54所示：電0 G圖10-541602LCD尺寸圖1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量

7、：16>2個(gè)字符芯片工作電壓：4、55、5V工作電流：2、0mA（5、0V）模塊最佳工作電壓：5、0V字符尺寸：2、95X4、35（WXH）mm引腳功能說明1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口各引腳接口說明如表10-13所示:編P符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極表10-13:引腳接口說明表第1腳:VSS為地電源。第2腳:VDD接5V正電源。第

8、3腳:VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高對比度過高時(shí)會產(chǎn)生鬼影”使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳:RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳:R/W為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS與R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳:E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳:D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳:背光源正極。第16腳:背光源負(fù)極。10.8.2.3 16

9、02LCD的指令說明及時(shí)序1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表10-14所示:序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM)10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容表10-14:控制命令表160

10、2液晶模塊的讀寫操作、屏幕與光標(biāo)的操作都就是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為彳氐電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2:光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3:光標(biāo)與顯示模式設(shè)置I/D:光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移S:屏幕上所有文字就是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。指令4:顯示開關(guān)控制。D:控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示C:控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)B:控制光標(biāo)就是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5:光標(biāo)或顯示移位S/C:高電平時(shí)移動顯示的文字，低電平時(shí)移動光標(biāo)。指令6

11、:功能設(shè)置命令DL:高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線N:低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示F:低電平日顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。指令7:字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8:DDRAM地址設(shè)置。指令9:讀忙信號與光標(biāo)地址BF:為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10:寫數(shù)據(jù)。指令11:讀數(shù)據(jù)。與HD44780相兼容的芯片時(shí)序表如下：讀狀態(tài)輸入RS=L,R/W=H,E=H輸出D0-D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L,R/W=L,D0-D7=指令碼，E二高脈沖輸出無讀數(shù)據(jù)輸入RS=H,R/W=H,E=H輸出D0-D7=數(shù)據(jù)寫

12、數(shù)據(jù)輸入RS=H,R/W=L,D0-D7=數(shù)據(jù),E=高脈沖輸出無表10-15:基本操作時(shí)序表讀寫操作時(shí)序如圖10-55與10-56所示:圖10-55讀操作時(shí)序圖10-56寫操作時(shí)序10.8.2.4 1602LCD的RAM地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫表液晶顯示模塊就是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖10-57就是1602的內(nèi)部顯示地址。圖10-571602LCD內(nèi)部顯示地址例如第二行第一個(gè)字符的地址就是40H,那么就是否直接寫入40H就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置呢

13、？這樣不行，因?yàn)閷懭腼@示地址時(shí)要求最高位D7恒定為高電平1所以實(shí)際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該就是01000000B（40H）+10000000B（80H）=11000000B（C0H）。在對液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時(shí)光標(biāo)就是自動右移的無需人工干預(yù)。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊就是否處于忙的狀態(tài)。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，如圖10-58所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、與日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼就是01000001B（41H）,顯示時(shí)模塊把

14、地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能瞧到字母“A”1MCGROM和GRAM中字符代碼與字符圖群對應(yīng)關(guān)條owo0010的11。儂GIOonij11111411110mifr*Pp一Mjl«PXXxxMOJ(21JIAQ4q7A«nXXXXW1QmVIBRhrF4川：Jip0XXXXOCLIS3CScJo斗wAXX14,DTd(工卜七F口xxyxoiw一%$Eu_t0口才寸ABgk4FVI¥f方一aP工KXXX4111了7Gw1w7r*另ItXXXX10008HXhXiJ夕*fXXXXX100J91YJ_y。J小一yXXXXI&1&舊*E3z1

15、1:XJkjTXXXXIQ1I+ilKktnta*萬XXKK11DQ<S)7VL¥1J姓0T7A>XXX11OL里M3inAV芒+xxxxim(?>*'>Nn.aw小'、a(S)0一0號7|»0圖10-58字符代碼與圖形對應(yīng)圖10.8.2.5 1602LCD的一般初始化（復(fù)位）過程延時(shí)15mS寫指令38H（不檢測，卜t信號）延時(shí)5mS寫指令38H（不檢測，卜t信號）延時(shí)5mS寫指令38H（不檢測，卜t信號）以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號寫指令38H:顯示模式設(shè)置寫指令08H:顯示關(guān)閉寫指令01H:顯示清屏寫指令06H:

16、顯示光標(biāo)移動設(shè)置寫指令0CH:顯示開及光標(biāo)設(shè)置10.8.31602LCD的軟硬件設(shè)計(jì)實(shí)例在1602LCD第一行顯示網(wǎng)站名：在第二行顯示聯(lián)系電話：8。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先將顯示切換開關(guān)切換到LCD工作狀態(tài)。10.8.3.1硬件原理圖開始初始化延時(shí)設(shè)第一行顯示位置顯示第一行內(nèi)容設(shè)第二行顯示位置顯示第二行內(nèi)容LCD液晶顯示，用16F877A寫程序如下：寫一個(gè)字符串程序：#include<pic、h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineDBPORTD/定義端口#definersRB0#defineeRB1_CONFIG(0x3B3

17、1);constuchardata尸'happyeveryday"/輸入的字符串第一行constuchardata1="xiexie"/第二行voidinit();voidwrite_commond(uchardat);/寫指令函數(shù)voidwrite_data(uchardat);/寫數(shù)據(jù)函數(shù)voiddelay(uintx);voiddelay(uintx)uinta,b;for(a=x;a>0;a-)for(b=110;b>0;b-);voidinit()/初始化指令write_commond(0x01);/0000000001,清除屏幕顯示

18、write_commond(0x28);/設(shè)置4位格式,2行,5X7,功能設(shè)定開顯示 ,無光標(biāo) ,不閃爍置輸入模式,光標(biāo)右移,屏幕上的文字不移動設(shè)定 CGRAM 地址顯示屏或光標(biāo)移動方向進(jìn)入 LCDwrite_commond(0x0C);/0000001100,write_commond(0x06);/0000000110,write_commond(0x14);/0001000100,voidwrite_commond(uchardat)rs=0;/指令DB=dat;e=1;/允許下降沿觸發(fā)1-0delay(5);e=0;DB=DB<<4;/左移四位從RD4RD7delay(5)

19、;e=1;delay(5);e=0;voidwrite_data(uchardat)rs=1;/數(shù)據(jù)DB=dat;e=1;/允許delay(5);e=0;delay(5);DB=DB<<4;e=1;delay(5);e=0;voidmain()uchari;TRISD=0X00;/定義端口寄存器PORTD=0X00;PORTB=0X00;TRISB=0X00;init();write_commond(0x80);/第一行的DDRAM的地址,不加0x10時(shí),也可以從/最左邊開始for(i=0;i<12;i+)write_data(datai);/第一行的數(shù)據(jù)字符delay(5)

20、;write_commond(0xc0);/第二行的DDRAM地址不加0x10也可for(i=0;i<16;i+)write_data(datai);/第二行的數(shù)據(jù)字符delay(5);/*for(i=0;i<16;i+)write_commond(0x18);/光標(biāo)不動,數(shù)據(jù)左移一位delay(5);*/while(1);寫近一個(gè)字符A程序如下:#include<pic、h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineDBPORTD#definersRB0#defineeRB1_CONFIG(0x3B31)

21、;voidinit();voidwrite_commond(uchardat);/寫指令函數(shù)voidwrite_data(uchardat);/寫數(shù)據(jù)函數(shù)voiddisp_char(ucharx,uchary,uchardat);/在屏幕某個(gè)位置顯示一個(gè)字符,x(0-16),y(1-2)voiddelay(uintx);voiddelay(uintx)uinta,b;for(a=x;a>0;a-)for(b=110;b>0;b-);voidinit()/初始化指令write_commond(0x01);/0000000001,清除屏幕顯示開顯示 ,無光標(biāo) ,不閃爍置輸入模式,光標(biāo)右移,屏幕上的文字不移動設(shè)定 CGRAM 地址顯示屏或光標(biāo)