單片機(jī)原理及應(yīng)用項(xiàng)目化教程課件項(xiàng)目六 LCD1602顯示原理及實(shí)現(xiàn)

項(xiàng)目六

LCD1602顯示

原理及實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目描述

數(shù)碼管顯示的內(nèi)容十分有限，只能顯示“0~9”的數(shù)字及幾個簡單的字母，當(dāng)要顯示文字、圖形或輸出信息量比較大時用數(shù)碼管無法滿足要求，必須采用液晶顯示器來實(shí)現(xiàn)。本項(xiàng)目利用LCD1602顯示“Hello！”、“Goodmorning！”等字樣，并顯示項(xiàng)目四所設(shè)計的實(shí)時時鐘。

液晶顯示器的基本知識6.1.11602字符型液晶顯示模塊(LCM)的基本組成 LCM1602液晶點(diǎn)陣字符顯示器用5×7點(diǎn)陣圖形來顯示西文字符。單片機(jī)通過寫控制方式訪問并驅(qū)動控制器來實(shí)現(xiàn)對顯示屏的控制。 1602液晶，可以顯示2行，每行16個西文字符。它的工作電壓是4.5V～5.5V，在設(shè)計電路的時候，直接按照5V系統(tǒng)設(shè)計，但是保證5V系統(tǒng)最低不能低于4.5V。在5V工作電壓下測量它的工作電流是2mA，注意，這個2mA僅僅是指液晶，而它的黃綠背光都是用LED做的，所以功耗不會太小的，一二十毫安還是有的。

液晶顯示器的基本知識6.1.2LCM1602字符型液晶顯示器引腳及功能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(diào)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(shù)據(jù)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(yīng)信號1＝響應(yīng)LCD0＝禁用LCD7～10DB0～DB3輸入/輸出低四位總線可用4bit輸入數(shù)據(jù)、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(shù)據(jù)、命令及地址15LED＋輸入背光源正極＋5V16LED－輸入背光源負(fù)極0V

液晶顯示器的基本知識

液晶的電源1腳2腳以及背光電源15腳16腳，接+5V和地。 3腳叫做液晶顯示偏壓信號，3腳就是用來調(diào)整顯示的黑點(diǎn)和不顯示的之間的對比度，調(diào)整好了對比度，就可以讓顯示更加清晰一些。 4腳是數(shù)據(jù)命令選擇端。對于液晶，有時候我們要發(fā)送一些命令，讓它實(shí)現(xiàn)我們想要的一些狀態(tài)，有時候我們要發(fā)給它一些數(shù)據(jù)，讓它顯示出來，液晶就通過這個引腳來判斷接收到的是命令還是數(shù)據(jù)，這個引腳我們接到了ADDR0上，通過跳線帽和P1.0連接在一起。大家注意學(xué)會讀手冊，看到這個引腳描述里：數(shù)據(jù)/命令選擇端，而后跟了括號(H/L)，他的意思就是當(dāng)這個引腳是H(High)高電平的時候，是數(shù)據(jù)，當(dāng)這個引腳是L(Low)低電平的時候，是命令。

液晶顯示器的基本知識 5腳和4腳用法類似，功能是讀寫選擇端。液晶本身內(nèi)部有RAM，實(shí)際上我們送給液晶的命令或者數(shù)據(jù)，液晶需要先保存在緩存里，然后再寫到內(nèi)部的寄存器或者RAM中，這個就需要一定的時間。所以我們進(jìn)行讀寫操作之前，首先要讀一下液晶當(dāng)前狀態(tài)，是不是在“忙”，如果不忙，我們可以讀寫數(shù)據(jù)，如果在“忙”，我們就需要等待液晶忙完了，再進(jìn)行操作。 6腳是使能信號，液晶的讀寫命令和數(shù)據(jù)，都要靠它才能正常讀寫。 7到14引腳就是8個數(shù)據(jù)引腳了，我們就是通過這8個引腳讀寫數(shù)據(jù)和命令的。我們統(tǒng)一接到了P0口上。

液晶顯示器的基本知識

液晶顯示器的基本知識6.1.3LCD指令碼工作說明

用單片機(jī)來控制LCD模塊，方法十分方便。LCD模塊其內(nèi)部可以看成兩組寄存器，一個為指令寄存器IR，另一個為數(shù)據(jù)寄存器DR，由RS引腳來控制。所有對指令寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的存取均需檢查LCD內(nèi)部的忙碌標(biāo)志BF的狀態(tài)，此標(biāo)志用來告知LCD內(nèi)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(dāng)DB7為0時，才可以寫入指令寄存器或數(shù)據(jù)寄存器。LCD控制器共有11種指令，LCD指令碼控制表下表所示。

液晶顯示器的基本知識序號指令操作RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB01清除顯示屏000000000×2光標(biāo)回到原點(diǎn)000000001×3進(jìn)入模式設(shè)定00000001I/DS4顯示ON/OFF0000001DCB5顯示/光標(biāo)移位000001S/CR/L××6功能設(shè)定00001DLNF××7設(shè)定字符發(fā)生器(CGRAM)地址

0001A5A4A3A2A1A08設(shè)置(DDRAM)顯示地址001A6A5A4A3A2A1A09忙碌標(biāo)志位BF01BFD6D5D4D3D2D1D010寫入數(shù)據(jù)寄存器(顯示數(shù)據(jù))10D7D6D5D4D3D2D1D011讀取數(shù)據(jù)寄存器11D7D6D5D4D3D2D1D0

液晶顯示器的基本知識1602內(nèi)部RAM結(jié)構(gòu)圖

第一行的地址是0x00H到0x27，第二行的地址從0x40到0x67，其中第一行0x00到0x0F是與液晶上第一行16個字符顯示位置相對應(yīng)的，第二行0x40到0x4F是與第二行16個字符顯示位置相對應(yīng)的。而每行都多出來一部分，是為了顯示移動字幕設(shè)置的。1602字符液晶是顯示字符的，因此它跟ASCII字符表是對應(yīng)的。

液晶顯示器的基本知識

與單片機(jī)寄存器的用法類似，1602液晶在使用的時候，我們首先要進(jìn)行初始的功能配置，1602液晶有以下幾個指令需要了解。①顯示模式設(shè)置。

寫指令0x38，設(shè)置16Х2顯示，5Х7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口。這條指令對我們這個液晶來說是固定的，必須寫0x38，大家仔細(xì)看會發(fā)現(xiàn)我們的液晶實(shí)際上內(nèi)部點(diǎn)陣是5Х8的，還有一些1602液晶還兼容串行通信，用2個IO口即可，但是速度慢，我們這個液晶就是固定的0x38模式。

液晶顯示器的基本知識②顯示開/關(guān)以及光標(biāo)設(shè)置指令。

這里有2條指令，第一條指令，一個字節(jié)中8位，其中高5位是固定的0b00001，低3位我們分別用DCB從高到低表示，D=1表示開顯示，D=0表示關(guān)顯示；C=1表示顯示光標(biāo)，C=0表示不顯示光標(biāo)；B=1表示光標(biāo)閃爍，B=0表示光標(biāo)不閃爍。

第二條指令，高6位是固定的0b000001，低2位我們分別用NS從高到低表示，其中N=1表示讀或者寫一個字符后，指針自動加1，光標(biāo)自動加1，N=0表示讀或者寫一個字符后指針自動減1，光標(biāo)自動減1；S=1表示寫一個字符后，整屏顯示左移(N=1)或右移(N=0)，以達(dá)到光標(biāo)不移動而屏幕移動的效果，如同我們的計算器輸入一樣的效果，而S=0表示寫一個字符后，整屏顯示不移動。

液晶顯示器的基本知識③清屏指令。

固定的，寫入0x01表示顯示清屏，其中包含了數(shù)據(jù)指針清零，所有的顯示清零。寫入0x02則僅僅是數(shù)據(jù)指針清零，顯示不清零。④RAM地址設(shè)置指令

該指令碼的最高位為1，低7位為RAM的地址，RAM地址與液晶上字符的關(guān)系如圖6.3所示。通常，我們在讀寫數(shù)據(jù)之前都要先設(shè)置好地址，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作。

液晶顯示器的基本知識6.1.4LCD控制器接口時序說明

液晶有一個狀態(tài)字字節(jié)，我們通過讀取這個狀態(tài)字的內(nèi)容，就可以知道1602液晶的一些內(nèi)部情況。

這個狀態(tài)字節(jié)有8個位，最高位表示了當(dāng)前液晶是不是“忙”，如果這個位是1表示液晶正“忙”，禁止我們讀寫數(shù)據(jù)或者命令，如果是0，則可以進(jìn)行讀寫。而低7位就表示了當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的位置。

液晶顯示器的基本知識 1602的基本操作時序，一共有4個，我們這里要做1602液晶的程序，因此先把用到的總線接口做一個統(tǒng)一聲明：#defineLCD1602_DBP0sbitLCD1602_RS=P1^0;sbitLCD1602_RW=P1^1;sbitLCD1602_E=P1^5;①讀狀態(tài)：RS=L，R/W=H，E=H。這是個很簡單的邏輯，就是說，我們直接寫LCD1602_DB=0xFF;LCD1602_RS=0;LCD1602_RW=1;LCD1602_E=1;sta=LCD1602_DB;

液晶顯示器的基本知識②讀數(shù)據(jù)：RS=H，R/W=L，E=H。這個邏輯也很簡單，但是讀數(shù)據(jù)不常用，大家了解一下就可以了，這里就不詳細(xì)解釋了。③寫指令：RS=L，R/W=L，D0~D7=指令碼，E=高脈沖。④寫數(shù)據(jù)：RS=H，R/W=L，D0~D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖。

液晶顯示器的基本知識6.1.5LCD初始化設(shè)置(1)初始化設(shè)置

①顯示器清屏

②顯示器開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置

③顯示光標(biāo)移動設(shè)置(2)數(shù)據(jù)控制

控制器內(nèi)部設(shè)有一個數(shù)據(jù)地址指針，用戶可通過它們來訪問內(nèi)部全部80字節(jié)RAM。

①數(shù)據(jù)指針設(shè)置，數(shù)據(jù)地址指針：80H＋地址碼（00H～27H，40H～67H）

②讀數(shù)據(jù)：

③寫數(shù)據(jù)：

源程序編寫

用單片機(jī)的定時器功能設(shè)計電子時鐘在第四章已經(jīng)做了詳細(xì)介紹，此項(xiàng)目將數(shù)碼管顯示換為LCD顯示，要注意的是LCD1602自帶了ASCII字符庫，如果要顯示數(shù)字，需先將數(shù)字轉(zhuǎn)換為ASCII字符(ASCII字符表見附錄A)，源程序如下：#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineLCD1602_DBP0sbitLCD1602_RS=P1^0;sbitLCD1602_RW=P1^1;sbitLCD1602_E=P1^5;voidInitLcd1602();voidLcdShowStr(ucharx,uchary,uchar*str);voidLcdShowDat(ucharx,uchary,uchardat);ucharcnt=0;//定義一個計數(shù)變量，記錄T0溢出次數(shù)ucharsec=0,min=0,hour=0;

源程序編寫voidmain(){ uchartemp; ucharstr[]="Goodmorning!"; TMOD=0x01;//設(shè)置T0為模式1 TH0=0x4C; TL0=0x00; //50ms定時 IE=0x82; //允許T0中斷 TR0=1;//啟動T0 InitLcd1602(); LcdShowStr(2,0,str); while(1) { temp=hour/10; temp+=0x30; //將待顯示的數(shù)字轉(zhuǎn)換成ASCII碼，再送1602的顯示RAM LcdShowDat(4,1,temp); temp=hour%10;

源程序編寫 temp+=0x30; LcdShowDat(5,1,temp); temp=0x3A; //0x3A是":"的ASCII碼 LcdShowDat(6,1,temp); temp=min/10; temp+=0x30; LcdShowDat(7,1,temp); temp=min%10; temp+=0x30; LcdShowDat(8,1,temp); temp=0x3A; LcdShowDat(9,1,temp); temp=sec/10; temp+=0x30; LcdShowDat(10,1,temp); temp=sec%10; temp+=0x30; LcdShowDat(11,1,temp); }}

源程序編寫/*等待液晶準(zhǔn)備好*/voidLcdWaitReady(){ ucharsta; LCD1602_DB=0xFF; LCD1602_RS=0; LCD1602_RW=1; do { LCD1602_E=1; sta=LCD1602_DB;//讀取狀態(tài)字 LCD1602_E=0; }while(sta&0x80);//bit7=1表示液晶正忙，重復(fù)檢測直到其等于0為止}

源程序編寫/*向LCD1602液晶寫入一字節(jié)命令，cmd為待寫入命令值*/voidLcdWriteCmd(ucharcmd){ LcdWaitReady(); LCD1602_RS=0; LCD1602_RW=0; LCD1602_DB=cmd; LCD1602_E=1; LCD1602_E=0;}

源程序編寫/*向LCD1602液晶寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)，cmd為待寫入數(shù)據(jù)值*/voidLcdWriteDat(uchardat){ LcdWaitReady(); LCD1602_RS=1; LCD1602_RW=0; LCD1602_DB=dat; LCD1602_E=1; LCD1602_E=0;}

源程序編寫/*設(shè)置顯示RAM起始地址，(x,y)-對應(yīng)屏幕上的字符坐標(biāo)*/voidLcdSetCursor(ucharx,uchary){ ucharaddr; if(y==0) //由輸入的屏幕坐標(biāo)計算顯示RAM的地址 addr=0x00+x; //第一行字符地址從0x00起始 else addr=0x40+x; //第二行字符地址從0x40起始 LcdWriteCmd(addr|0x80);//設(shè)置RAM地址}/*在液晶上顯示字符串，(x,y)-對應(yīng)屏幕上的起始坐標(biāo)，*/voidLcdShowStr(ucharx,uchary,uchar*str){ LcdSetCursor(x,y); //設(shè)置起始地址 while(*st