《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課件-項(xiàng)目5 液晶顯示器的實(shí)現(xiàn)

單片機(jī)技術(shù)與實(shí)現(xiàn)

項(xiàng)目五液晶顯示器的實(shí)現(xiàn)

項(xiàng)目五液晶顯示器的實(shí)現(xiàn)任務(wù)一

1602液晶顯示器控制電路的制作任務(wù)二

1602液晶顯示器顯示功能的實(shí)現(xiàn)拓展知識(shí)

1602顯示自定義字符液晶顯示器用于單片機(jī)在當(dāng)代顯示技術(shù)中，主流的有LED顯示屏和LCD液晶顯示器，而在這些技術(shù)中，尤其以液晶顯示器LCD（Liquidcrystaldisplay）為代表的平板顯示器發(fā)展最快，應(yīng)用最廣，不久的將來(lái)會(huì)取代CRT，成為電子信息產(chǎn)品的主要顯示器件。液晶顯示器的顯示控制是核心技術(shù)，LCD1602是一種較為簡(jiǎn)單控制的液晶顯示器，在單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中經(jīng)常使用。LCD液晶顯示器碼管（一）液晶顯示器的優(yōu)點(diǎn)LCD液晶顯示器是一種功耗極低的顯示器件，目前廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中。它不僅省電，而且能夠顯示大量的信息，如文字，曲線，圖形等，其顯示界面與LED及數(shù)碼管相比有了質(zhì)的提高。①顯示質(zhì)量高——液晶本身不發(fā)光，而是靠調(diào)制外界光進(jìn)行顯示，且在收到信號(hào)后就一直保持一定的色彩和亮度，恒定發(fā)光，不會(huì)閃爍。更加適合人的視覺(jué)習(xí)慣，不會(huì)使人眼睛疲勞。②體積小、重量輕——液晶顯示器采用平板型結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)占用體積小，在重量上也比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。③功耗低——液晶顯示器工作在3-5V的電壓上，工作電流僅為幾μA/cm2，它的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。④壽命長(zhǎng)——LCD器件本身無(wú)老化問(wèn)題，因此壽命極長(zhǎng)。液晶顯示器的分類（1）筆段型液晶顯示器主要由長(zhǎng)條狀的顯示像素組成一位顯示。主要用于數(shù)字、西文字母或者某些字符的顯示，顯示效果與數(shù)碼管類似。（2）字符型液晶顯示器是專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶顯示模塊，顯示效果好，目前應(yīng)用非常廣泛。（3）圖形型液晶顯示器是在一平板上排列多行多列，形成矩陣形式的晶格點(diǎn)，點(diǎn)的大小可根據(jù)顯示的清晰度來(lái)設(shè)計(jì)。可廣泛用于圖形顯示，如游戲機(jī)、筆記本電腦和彩色電視等設(shè)備中。LCD1602液晶顯示器的引腳及功能LCD1602是一種專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊，它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，它可以顯示兩行，每行顯示16個(gè)字符。LCD1602的控制是基于HD44780液晶芯片，目前市面上字符液晶絕大多數(shù)都采用這一芯片，控制原理是完全相同的，因此基于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。1602液晶外形1602液晶引腳?引腳功能表引腳號(hào)名稱引腳功能1VSS接地引腳2VDD接5V正電源引腳3VEE對(duì)比度調(diào)整引腳，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，通過(guò)一只10K電位器調(diào)整對(duì)比度。4RS選擇顯示器內(nèi)部寄存器引腳:高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器進(jìn)行讀寫顯示數(shù)據(jù)的操作、低電平時(shí)選擇指令寄存器進(jìn)行讀寫指令的操作。（RS與RW配合使用）5RW讀寫信號(hào)線引腳:高電平時(shí)進(jìn)行讀取顯示器數(shù)據(jù)的操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫入顯示器數(shù)據(jù)或指令的操作。（RW與RS配合使用）6E使能引腳:高電平時(shí)，才能對(duì)顯示器的內(nèi)部寄存器進(jìn)行操作。7～14D0～D7DB0～DB7為8位雙向數(shù)據(jù)線引腳。15～16A、K背光燈電源引腳（15腳為+5V，16腳為地），仿真顯示器沒(méi)有1602液晶顯示器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（一）位地址

1602液晶顯示器內(nèi)部由若干個(gè)5X7（寬×高）或者5X11兩種點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符（字母、數(shù)字、符號(hào)），每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，可以顯示兩行，每行16個(gè)字符，第一行位地址為00H～0FH，第二行位地址為40H～4FH。每一個(gè)字符的位地址如下圖所示。1602液晶各位地址字符集

1602內(nèi)部建有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM，用來(lái)寄存待顯示的字符代碼；8個(gè)可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM。存儲(chǔ)了160個(gè)固定字符在字符存儲(chǔ)器CGROM中。這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼（ASCII編碼）。在字符存儲(chǔ)器CGROM中，每一字符圖形與其對(duì)應(yīng)的地址號(hào)（ASCII編碼）如表5-1-1所示。如：需要顯示數(shù)字“0”，查表可知“0”字符ASCII編碼為30H。因此，只要向1602液晶模塊送入編碼30H，顯示器便顯示出數(shù)字“0”字符來(lái)。其中00H---07H為用戶自定義字符地址；A0---FFH為日文假名字符地址，因不常用，所以在此不再贅述。圖5-1-31602液晶顯示器與單片機(jī)接口電路任務(wù)一電路說(shuō)明?（1）顯示器的數(shù)據(jù)線D0～D7連接到單片機(jī)P0口的P0.0～P0.7位。主要完成單片機(jī)向顯示器發(fā)出指令碼和顯示數(shù)據(jù)或接收顯示器數(shù)據(jù)等工作。（2）顯示器讀寫控制線RS、R/W通過(guò)74LS373地址鎖存器連接到P0口的P0.0～P0.1位。單片機(jī)P0口向顯示器發(fā)出指令前，先經(jīng)過(guò)74LS373地址鎖存器保存控制信號(hào)。（3）操作顯示器內(nèi)部存儲(chǔ)器控制線E，通過(guò)NAND“與非門”電路連接到單片機(jī)P3口的P3.6～P3.7位。單片機(jī)在操作外部存儲(chǔ)器（顯示器的存儲(chǔ)器）時(shí),在P3.6位（WR)向外部存儲(chǔ)器發(fā)出寫（存入）數(shù)據(jù)的控制信號(hào)，在P3.7位（RD)向外部存儲(chǔ)器發(fā)出讀取外部存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的控制信號(hào)。（4）74LS373地址鎖存器的“LE”引腳，連接到單片機(jī)的“ALE”地址鎖存器控制引腳，單片機(jī)通過(guò)“ALE”引腳向鎖存器發(fā)出是否鎖存數(shù)據(jù)的控制信號(hào)。（5）74LS373地址鎖存器的“OE”引腳，連接到單片機(jī)P2口的P2.0位，單片機(jī)通過(guò)P2.0位向鎖存器發(fā)出是否選用鎖存器的控制信號(hào)（低電平“0”選用鎖存器，高電平“1”不選用鎖存器）。1602液晶顯示器指令集（共11條）指令功能指令編碼執(zhí)行時(shí)間/msRSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0清屏00000000011.64◆清除液晶顯示器，即將DDRAM的內(nèi)容全部填入“空白"的ASCII碼20H?！艄鈽?biāo)歸位，即將光標(biāo)撤回液晶顯示屏的左上方。◆將地址計(jì)數(shù)器(AC)的值設(shè)為0。功能：1、清屏指令2、光標(biāo)歸位指令指令功能指令編碼執(zhí)行時(shí)間/msRSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0光標(biāo)復(fù)位000000001X1.64◆把光標(biāo)撤回到顯示器的左上方?！舭训刂酚?jì)數(shù)器(AC)的值設(shè)置為0?！舯３諨DRAM的內(nèi)容不變。功能：設(shè)定每次定入1位數(shù)據(jù)后DDRAM的移位方向，并且設(shè)定每次寫入的一個(gè)字符是否移動(dòng)。位名

設(shè)置I/D: I/D=0寫入新數(shù)據(jù)后,AC自減1，即字符位左移I/D: I/D=1寫入新數(shù)據(jù)后,AC自加1，即字符位右移S:S=0寫入新數(shù)據(jù)后顯示屏不移動(dòng)S:S=1時(shí)，若I/D=0,全部?jī)?nèi)容右移，若I/D=1，全部?jī)?nèi)容左移功能：3、設(shè)置輸入模式指令4、顯示器開(kāi)關(guān)控制指令控制顯示器開(kāi)/關(guān)、光標(biāo)顯示/關(guān)閉以及光標(biāo)是否閃爍。參數(shù)設(shè)定的情況如下：位名

設(shè)置D: D=0顯示功能關(guān) D=1顯示功能開(kāi)C: C=0無(wú)光標(biāo) C=1有光標(biāo)B: B=0光標(biāo)閃爍 B=1光標(biāo)不閃爍功能：指令功能指令編碼執(zhí)行時(shí)間/msRSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0光標(biāo)顯示模式選擇00000001I/DS40指令功能指令編碼執(zhí)行時(shí)間/msRSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0顯示開(kāi)關(guān)選擇0000001DCB401602液晶顯示器指令集（共11條）1602液晶顯示器指令集（共11條）使光標(biāo)移位或使整個(gè)顯示屏幕移位。參數(shù)設(shè)定的情況如下：S/C R/L 設(shè)定情況

0 0 光標(biāo)左移1格，且AC值減10 1 光標(biāo)右移1格，且AC值加11 0 顯示屏左移一格，但光標(biāo)不動(dòng)

1 1 顯示屏右移一格，但光標(biāo)不動(dòng)功能：5、設(shè)定顯示屏或光標(biāo)移動(dòng)方向指令6、顯示功能設(shè)定指令設(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：位名

設(shè)置DL: DL=0數(shù)據(jù)總線為4位 DL=1數(shù)據(jù)總線為8位N: N=0顯示1行 N=1顯示2行F: F=05×7點(diǎn)陣/每字符 F=15×10點(diǎn)陣/每字符功能：指令功能指令編碼執(zhí)行時(shí)間/msRSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0顯示屏或光標(biāo)移動(dòng)方向000001S/CR/LXX40指令功能指令編碼執(zhí)行時(shí)間/msRSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0顯示功能設(shè)置00001DLNFXX401602液晶顯示器指令集（共11條）000102030405060708090A0B0C0D0E0F101112131415161718191A1B1C1D1E1F202122232425262728292A2B2C2D2E2F303132333435363738393A3B3C3D3E3F404142434445464748494A4B4C4D4E4F505152535455565758595A5B5C5D5E5F6061626364656667404142434445464748494A4B4C4D4E4F000102030405060708090A0B0C0D0E0F101112131415161718191A1B1C1D1E1F2021222324252627單行顯示兩行顯示5光標(biāo)、顯示屏位移000001S/CR/L**6功能設(shè)置00001DLNF**8DDRAM地址設(shè)置001DDRAM地址序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0設(shè)定下一個(gè)要存入數(shù)據(jù)的CGRAM的地址。DB5~DB3為字符號(hào)，也就是你將來(lái)要顯示該字符時(shí)要用到的字符地址(000～111)（能定義八個(gè)字符）。DB2~DB0為行號(hào)。（000～111）（八行）符存儲(chǔ)器地址號(hào)=40H＋(D0-D5)功能：7、設(shè)定CGRAM地址指令8、設(shè)定DDRAM地址指令設(shè)定下一個(gè)要存入數(shù)據(jù)的DDRAM的地址DDRAM地址每行有40個(gè)，注意：由于D7位為1，這里設(shè)置地址的時(shí)候應(yīng)該是把現(xiàn)有地址加80H。例如第二行第一個(gè)字符的地址是40H，那么是否直接寫入40H就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置呢？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)該是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。功能：指令功能指令編碼執(zhí)行時(shí)間/msRSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0設(shè)字符存儲(chǔ)器地址0001CGRAM的地址（6位）40指令功能指令編碼執(zhí)行時(shí)間/msRSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0設(shè)字符存儲(chǔ)器地址001DDRAM的地址（7位）401602液晶顯示器指令集（共11條）6、累加器A里面的數(shù)據(jù)與DPTR寄存器里面的數(shù)據(jù)相加之和，作為地址號(hào)碼進(jìn)行間接尋址，把數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)傳送（復(fù)制）到累加器A，也稱為查表指令。指令書寫格式：MOVCA,@A+DPTR指令執(zhí)行時(shí)間：2μs（12MHz時(shí)鐘）指令占用地址：3字節(jié)例8MOV

DPTR,#300H;先把數(shù)據(jù)表起始地址存入DPTR寄存器MOV

A,#01H

;然后把數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)表中的地址存入累加器AMOVCA,@A+DPTR

;數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)表中的地址號(hào)01H“加”數(shù)據(jù)表起始地址號(hào)300H等于301H，然后，讀取數(shù)據(jù)表中301H地址的數(shù)據(jù)存入累加器A。1602液晶顯示器指令集（共11條）◆第1行從1～16位開(kāi)始顯示的指令碼=80H＋位地址號(hào)（00H-0FH）◆第2行從1～16位開(kāi)始顯示的指令碼=80H＋位地址號(hào)（40H-4FH）9、讀忙信號(hào)或AC地址指令讀忙碌信號(hào)BF的內(nèi)容BF=1時(shí)，表示液晶顯示器忙，暫時(shí)無(wú)法接收單片機(jī)送來(lái)的數(shù)據(jù)或指令。BF=0時(shí)，液晶顯示器可以接收單片機(jī)送來(lái)的數(shù)據(jù)或指令。讀取地址計(jì)數(shù)器(AC)的內(nèi)容功能：指令功能指令編碼執(zhí)行時(shí)間/msRSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0讀取忙標(biāo)志01BF計(jì)數(shù)器AC地址號(hào)（7位）401602液晶顯示器指令集（共11條）◆將字符碼寫入DDRAM，以使液晶顯示屏顯示出相對(duì)應(yīng)的字符。◆將使用者自己設(shè)計(jì)的圖形存入CGRAM。DB7~DB5可為任何數(shù)據(jù)，一般取“000”。DB4~DB0對(duì)應(yīng)于每行5點(diǎn)的字模數(shù)據(jù)。功能：10、數(shù)據(jù)寫入DDRAM或CGRAM指令11、從CGRAM或DDRAM讀出數(shù)據(jù)的指令讀取DDRAM或CGRAM中的內(nèi)容。功能：指令功能指令編碼執(zhí)行時(shí)間/msRSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0寫入顯示數(shù)據(jù)10D0—D7是需要寫入顯示器顯示的數(shù)據(jù)40指令功能指令編碼執(zhí)行時(shí)間/msRSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0讀顯示數(shù)據(jù)11D0—D7是讀取出來(lái)的顯示器顯示的數(shù)據(jù)40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=下降沿脈沖輸出無(wú)讀數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=H，E=H輸出D0~D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=L，D0~D7=數(shù)據(jù)，E=下降沿脈沖輸出無(wú)1602液晶顯示器指令集（共11條）1602液晶顯示器指令集（共11條）序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清屏00000000012光標(biāo)歸位000000001*3輸入方式設(shè)置00000001I/DS4顯示開(kāi)/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)、顯示屏位移000001S/CR/L**6功能設(shè)置00001DLNF**7CGRAM地址設(shè)置0001CGRAM地址8DDRAM地址設(shè)置001DDRAM地址9讀BF及AC值01BFAC地址10寫數(shù)據(jù)10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11讀數(shù)據(jù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容算術(shù)運(yùn)算指令1、累加器A里面的數(shù)據(jù)“加”立即數(shù)據(jù)#data，運(yùn)算的結(jié)果存入累加器A指令書寫格式：ADD A,#data指令執(zhí)行時(shí)間：1μs（12MHz時(shí)鐘）例1MOVA,#01H ;把數(shù)據(jù)01H存入累加器A。ADDA,#30H ;累加器A里面的數(shù)據(jù)“加”立即數(shù)據(jù)30H,加法運(yùn)算的結(jié)果=01H＋30H=31H，把數(shù)據(jù)31H存入累加器A。2、累加器A里面的數(shù)據(jù)“減”立即數(shù)據(jù)#data，差數(shù)(運(yùn)算結(jié)果)存入累加器A指令書寫格式：SUBB A,#data指令執(zhí)行時(shí)間：1μs（12MHz時(shí)鐘）例2 當(dāng)被減數(shù)的數(shù)值02H大于減數(shù)的數(shù)值01H時(shí)，差值為正數(shù)。 MOV A,#02H ;把被減數(shù)02H存入累加器A SUBB A,#01H ;累加器A里面的數(shù)據(jù)“減”01H,減法運(yùn)算的結(jié)果=02H-01H=01H,把數(shù)據(jù)01H存入累加器A。例3 當(dāng)被減數(shù)的數(shù)值01H小于減數(shù)的數(shù)值02H時(shí)，差值為負(fù)數(shù)。出現(xiàn)負(fù)數(shù)運(yùn)算時(shí)，其結(jié)果剛好是差值（8位二進(jìn)制數(shù)）的反相數(shù)少1個(gè)數(shù),因此,必須把運(yùn)算結(jié)果的數(shù)據(jù)取反后“加1”，才能獲得正確的運(yùn)算差值。 MOV A,#01H ;先把被減數(shù)01H存入累加器A。 SUBB A,#02H ;減法運(yùn)算后的反相數(shù)存入累加器A。 CPL A ;把數(shù)據(jù)取反后存入累加器A。 INC A ;數(shù)據(jù)加“1”獲得運(yùn)算差值。算術(shù)運(yùn)算指令1602液晶顯示器程序設(shè)計(jì)思路1602液晶顯示器的初始化及程序設(shè)計(jì)一般遵循以下規(guī)律：2、根據(jù)任務(wù)描述，設(shè)計(jì)如下程序流程圖，為源程序編寫做