項目九-液晶顯示器顯示電路設計

項目九

液晶顯示器顯示電路設計★知識目標

1.熟練使用單片機的定時器。

2.熟練運用字符串、數組、指針。

3.學習LCD顯示模塊的使用方法。★能力目標：1.掌握LCM1602液晶模塊顯示西文的原理及使用方法。2.掌握用8位數據模式及8位數據模式驅動LCM1602液晶的C語言編程方法3.掌握用LCM1602液晶模塊顯示動態(tài)數字的C語言編程方法。

任務1LCM1602液晶顯示數字鐘的設計

2.1

單片機與LCM1602接口以8位數據顯示模式電路設計，如圖所示用51單片機驅動LCM1602液晶顯示器，使液晶屏在第一行中間以格式“03:34:56”顯示時間，在第二行中間顯示“A091"。2分析任務1提出任務圖1LCD顯示電路原理圖軟件程序設計要嚴格按照LCM1602液晶顯示器的讀操作時序和寫操作時序來編寫。單片機所用的晶體振蕩器頻率不同，在編寫延時程序時延時參數要作適當的修改，使之符合LCM1602的時序要求。編寫程序時盡量按照模塊化的編程思想進行編程。其主程序流程如圖2所示。2.軟件程序設計圖2

8位數據顯示模式時鐘顯示主程序流程圖開始單片機I/O端口初始化液晶LCD初始化顯示“00:00:00"“A091結束循環(huán)刷新顯示時間

知識鏈接

LCM1602液晶點陣字符顯示器用5×7點陣圖形來顯示西文字符，可顯示2行×16個西文字符。單片機通過寫控制方式訪問驅動控制器來實現對顯示屏的控制。LCM的主要由三部分組成：LCD控制器、LCD驅動器、LCD顯示裝置。如圖3所示。液晶顯示器的基本知識一、1602字符型液晶顯示模塊(LCM)的基本組成LCD控制器LCD驅動器LCD顯示裝置VssVDDVLRSR/WEDB0～DB7圖3LCM的組成LED+LED-

知識鏈接字符型液晶顯示器的引腳排列如下圖所示。1602字符型液晶顯示器的引腳功能說明表1所示。二、LCM1602字符型液晶顯示器引腳及功能LCM16021234567891011121314圖416×2液晶顯示器引腳排列1516

知識鏈接表116×2LCM管腳說明管腳編號名稱方向功能操作1VSS電源電源接地0V2VDD電源電源正極＋5V3VL電源LCD亮度調整電壓輸入電壓越低，屏幕越亮4RS輸入寄存器選擇信號1＝選擇數據寄存器0＝選擇指令寄存器5R/W輸入Read/Write1＝Read/讀取0＝Write/寫入6E輸入LCD/響應信號1＝響應LCD0＝禁用LCD7～10DB0～DB3輸入/輸出低四位總線可用4bit輸入數據、命令及地址11～14DB4～DB7輸入/輸出高四位總線配合DB0～DB3的8位輸入數據、命令及地址15LED＋輸入背光源正極＋5V16LED－輸入背光源負極0V

知識鏈接用單片機來控制LCD模塊，方法十分方便。LCD模塊其內部可以看成兩組寄存器，一個為指令寄存器IR，另一個為數據寄存器DR，由RS引腳來控制。所有對指令寄存器或數據寄存器的存取均需檢查LCD內部的忙碌標志BF的狀態(tài)，此標志用來告知LCD內部正在工作，并不允許接收任何控制命令。而此位的檢查可以令RS=0，用讀取DB7來加以判斷。當DB7為0時，才可以寫入指令寄存器或數據寄存器。LCD控制器共有11種指令，LCD指令碼控制表如表2所示。下面分別介紹。三、LCD指令碼工作說明

知識鏈接序號指令操作RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0執(zhí)行1清除顯示屏000000000×1.64us2光標回到原點000000001×1.64us3進入模式設定00000001I/DS40us4顯示ON/OFF0000001DCB40us5顯示/光標移位000001S/CR/L××40us6功能設定00001DLNF××40us7設定字符發(fā)生器(CGRAM)地址

0001A5A4A3A2A1A040us8設置(DDRAM)顯示地址001A6A5A4A3A2A1A040us9忙碌標志位BF01BFD6D5D4D3D2D1D040us10寫入數據寄存器(顯示數據)10D7D6D5D4D3D2D1D040us11讀取數據寄存器11D7D6D5D4D3D2D1D040us12.2

LCD指令控制碼表

知識鏈接1.清除顯示屏(ClearDisplay)RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DBDB000000000×

指令代碼為01H，將DDRAM數據全部填入“空白”的ASCII代碼20H，執(zhí)行指令將清除顯示屏的內容，同時光標移到左上角。2.光標回原點(左上角)RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000000001×指令代碼為02H，地址計數器AC被清0，但DDRAM內容保持不變，光標回原點(左上角)，“×”表示該位可以為0或1。

知識鏈接3.設定進入模式RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB000000001I/DSI/D(INC/DEC)：I/D=1，表示當讀或寫完一個數據操作后，地址指針AC加1，且光標加1(光標右移一格)I/D=0，表示當讀或寫完一個數據操作后，地址指針AC減1，且光標減1(光標左移一格)S(Shift)：S=1表示當寫一個數據操作時，整屏顯示左移(I/D=1)或右移(I/D=0)，以得到光標不移動而屏幕移的效果。S=0表示當寫一個數據操作時，整屏顯示不移動

知識鏈接4.顯示屏開關(DisplayON/OFF)R-SR/-WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000001DCBD(Display)：顯示屏開啟或關閉控制位。當D=1時，顯示屏開啟；當D=0時，顯示屏關閉，但DDRAM內的顯示數據仍保留。C(Cursor)：光標顯示/關閉控制位。C=1時，表示在顯示屏上顯示光標，C=0時，表示光標不顯示。B(Blink)：光標閃爍控制位。B=1時，表示光標出現后會閃爍；B=0時，表示光標不閃爍。

知識鏈接5.顯示/光標移位(Display/Cursorshift)RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000001S/CR/L×דה表示該位可以為0或1。S/C(Display/Cursor)：S/C=1表示顯示屏上的畫面平移一個字符位，S/C=0表示光標平移一個字符位。R/L(Right/Left)：R/L=1表示右移，R/L=0表示左移。

知識鏈接6.功能設定(FunctionSet)RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB000001DLNF×דה表示該位可以為0或1。DL(Data

Legth)：數據長度選擇位。DL=1時，為8位(DB7～DB0)數據接口；DL=0為4位數據接口，使用DB7～DB4位，分2次送入一個完整的字符數據。N(NumberofDisplay)：顯示屏為單行或雙行選擇。N=1為雙行顯示；N=0為單行顯示。F(Font)：字符顯示選擇。F=1時，為5×10點陣字符；F=0時，為5×7點陣字符

知識鏈接7.字符產生器RAM(CGRAM)地址設定RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00001A5A4A3A2A1A0設定下一個要讀/寫數據的CGRAM地址，地址由(A5～A0)給出，可設定00～3FH共64個地址。8.顯示數據RAM(DDRAM)地址設定RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0001A6A5A4A3A2A1A0設定下一個要讀/寫數據的DDRAM地址，地址由(A6～A0)給出，可設定00～7FH共128個地址。N＝0一行顯示A6～A0＝00～

4FH，N＝1兩行顯示，首行A6～A0＝00H～2FH次行A6～A0＝40H～67H顯示數據RAM（DDRAM）地址與顯示位置對應表

知識鏈接9.忙碌標志/地址計數器讀取(BusyFlag/AddressCounter)RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB001BFA6A5A4A3A2A1A0LCD的忙碌標志BF用以指示LCD目前的工作情況；當BF=1時，表示正在做內部數據的處理，不接收單片機送來的指令或數據；當BF=0時，則表示已準備收命令或數據。當程序讀取此數據的內容時，DB7表示忙碌標志，而另外DB6～DB0的值表示CGRAM或DDRAM中的地址。至于是指向哪一地址，則根據最后寫入的地址設定指令而定。

知識鏈接10.寫入數據寄存器RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB010D7D6D5D4D3D2D1D0先設定CGRAM或DDRAM地址，再將數據寫入DB7～DB0中，以使LCD顯示出字型，也可使使用者創(chuàng)的圖形存入CGRAM中。RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB011D7D6D5D4D3D2D1D0先設定好CGRAM或DDRAM地址，再讀取其中的數據。11.讀取數據寄存器CGROM與CGRAM中字符代碼與字符圖形對應表

知識鏈接四、LCD控制器接口時序說明1.寫操作時序（單片機至LCD）寫操作時序如圖所示。圖寫操作時序

知識鏈接讀操作時序如圖所示。2.讀操作時序（LCD至單片機）圖讀操作時序

知識鏈接時序參數時序圖中的各個延遲時間如表3所示。表3時序圖中的各個延遲時間

知識鏈接信號真值表讀/寫控制信號真值表如表.4所示。

知識鏈接1.初始化設置（1）顯示器清屏（2）顯示器開/關及光標設置（3）顯示光標移動設置2.數據控制控制器內部設有一個數據地址指針，用戶可通過它們來訪問內部全部80字節(jié)RAM。（1）數據指針設置數據地址指針：80H＋地址碼（00H～27H，40H～67H）（2）讀數據：見上表（3）寫數據：見上表五、LCD初始化設置

知識鏈接（1）延時15ms（2）寫指令38H（不檢測忙信號）（3）延時5ms（4）寫指令38H（不檢測忙信號）（5）延時5ms（6）寫指令38H（不檢測忙信號）注：復位過程一般可以只寫一次（7）以后每次寫指令、讀/寫數據操作之前均需檢測忙信號（8）寫指令38H：顯示模式設置（9）寫指令08H：顯示關閉，不顯示光標（10）寫指令01H：顯示清屏（11）寫指令06H：顯示光標移動設置，寫一個字符后，N＝1，地址加1，光標加1，S＝0，整屏顯示。（12）寫指令0CH：顯示開及光標設置，D＝1開顯示，C＝1不顯示光標，B＝0光標不閃。六、LCD初始化過程（復位過程）源程序延時函數voiddelay(uintz){uint

x,y;

for(x=z;x>0;x- for(y=600;y>0;y--);}寫命令函數voidwrite_com(ucharcom){lcdrs=0;

lcdrw=0; P0=com;

lcden=1;delay(1);

lcden=0;}寫顯示數據函數voidwrite_data(uchardate){read_state();

lcdrs=1;

lcdrw=0; P0=date;

lcden=1;delay(1);

lcden=0;}忙碌標志位查詢函數voidread_state(){uchar

tmp;

lcdrs=0;

lcdrw=1;

lcden=1;delay(1);while(1){tmp=P0;

tmp=tmp&0x80;

if(tmp==0)break;}

lcden=0;}

顯示屏初始化voidinit(){

lcden=0;delay(80); write_com(0x38););//2行，5X7delay(80); write_com(0x0c);//開啟屏，光標，不閃爍write_com(0x06);//地址指針自動加1write_com(0x01);//清屏delay(20);}主函數頭文件定義#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvoiddelay(uchar);uchar

table_hms[]={1,2,':',3,4,':',5,6};uchar*p="A091";uchari,j;voidread_state();sbit

lcden=P2^7;sbit

lcdrw=P2^6;sbit

lcdrs=P2^5;主函數voidmain(){init();//顯示屏初始化

write_com(0x80+4);//指向第一行第5個字符位置，顯示時間初始值

for(j=0;j<8;j++){if((j!=2)&&(j!=5)) write_data(table_hms[j]+0x30); else

write_data(table_hms[j]);}

write_com(0x80+0x40+6);//指向第二行第7個字符位置，顯示“A091”

while