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LCD1602液晶顯示應用總結

[復制鏈接]
ID:113629 發表于 2016-4-12 19:36 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
轉自：http://www.zg4o1577.cn/mcu/4327.html


一．接口

LCD1602是很多單片機愛好者較早接觸的字符型液晶顯示器，它的主控芯片是HD44780或者其它兼容芯片。剛開始接觸它的大多是單片機的初學者。由于對它的不了解，不能隨心所欲地對它進行驅動。經過一段時間的學習，我對它的驅動有了一點點心得，今天把它記錄在這里，以備以后查閱。與此相仿的是LCD12864液晶顯示器，它是一種圖形點陣顯示器，能顯示的內容比LCD1602要豐富得多，除了普通字符外，還可以顯示點陣圖案，帶有漢字庫的還可以顯示漢字，它的并行驅動方式與LCD1602相差無幾，所以，在這里花點時間是值得的。

一般來說，LCD1602有16條引腳，據說還有14條引腳的，與16腳的相比缺少了背光電源A(15腳)和地線K(16腳)。我手里這塊LCD1602的型號是HJ1602A，是繪晶科技公司的產品，它有16條引腳。如圖1所示：



圖1

再來一張它的背面的，如圖2所示：



圖2

它的16條引腳定義如下：

            
引腳號
            		            
符號
            		            
引腳說明
            		            
引腳號
            		            
符號
            		            
引腳說明
            
            
1
            		            
VSS
            		            
電源地
            		            
9
            		            
D2
            		            
數據端口
            
            
2
            		            
VDD
            		            
電源正極
            		            
10
            		            
D3
            		            
數據端口
            
            
3
            		            
VO
            		            
偏壓信號
            		            
11
            		            
D4
            		            
數據端口
            
            
4
            		            
RS
            		            
命令/數據
            		            
12
            		            
D5
            		            
數據端口
            
            
5
            		            
RW
            		            
讀/寫
            		            
13
            		            
D6
            		            
數據端口
            
            
6
            		            
E
            		            
使能
            		            
14
            		            
D7
            		            
數據端口
            
            
7
            		            
D0
            		            
數據端口
            		            
15
            		            
A
            		            
背光正極
            
            
8
            		            
D1
            		            
數據端口
            		            
16
            		            
K
            		            
背光負極
            
對這個表的說明：
1.    VSS接電源地。
2.    VDD接+5V。
3.    VO是液晶顯示的偏壓信號，可接10K的3296精密電位器。或同樣阻值的RM065/RM063藍白可調電阻。見圖3。

圖3
4.    RS是命令/數據選擇引腳，接單片機的一個I/O，當RS為低電平時，選擇命令；當RS為高電平時，選擇數據。
5.    RW是讀/寫選擇引腳，接單片機的一個I/O，當RW為低電平時，向LCD1602寫入命令或數據；當RW為高電平時，從LCD1602讀取狀態或數據。如果不需要進行讀取操作，可以直接將其接VSS。
6.    E，執行命令的使能引腳，接單片機的一個I/O。
7.    D0—D7，并行數據輸入/輸出引腳，可接單片機的P0—P3任意的8個I/O口。如果接P0口，P0口應該接4.7K—10K的上拉電阻。如果是4線并行驅動，只須接4個I/O口。
8.    A背光正極，可接一個10—47歐的限流電阻到VDD。
9.    K背光負極，接VSS。見圖4所示。

圖4
二．基本操作
LCD1602的基本操作分為四種：
1.    讀狀態：輸入RS=0，RW=1，E=高脈沖。輸出：D0—D7為狀態字。
2.    讀數據：輸入RS=1，RW=1，E=高脈沖。輸出：D0—D7為數據。
3.    寫命令：輸入RS=0，RW=0，E=高脈沖。輸出：無。
4.    寫數據：輸入RS=1，RW=0，E=高脈沖。輸出：無。
讀操作時序圖(如圖5)：

圖5
寫操作時序圖(如圖6)：

圖6
時序時間參數(如圖7)：

圖7
三．DDRAM、CGROM和CGRAM
DDRAM(Display Data RAM)就是顯示數據RAM，用來寄存待顯示的字符代碼。共80個字節，其地址和屏幕的對應關系如下(如圖8)：

圖8
DDRAM相當于計算機的顯存，我們為了在屏幕上顯示字符，就把字符代碼送入顯存，這樣該字符就可以顯示在屏幕上了。同樣LCD1602共有80個字節的顯存，即DDRAM。但LCD1602的顯示屏幕只有16×2大小，因此，并不是所有寫入DDRAM的字符代碼都能在屏幕上顯示出來，只有寫在上圖所示范圍內的字符才可以顯示出來，寫在范圍外的字符不能顯示出來。這樣，我們在程序中可以利用下面的“光標或顯示移動指令”使字符慢慢移動到可見的顯示范圍內，看到字符的移動效果。
前面說了，為了在液晶屏幕上顯示字符，就把字符代碼送入DDRAM。例如，如果想在屏幕左上角顯示字符‘A’，那么就把字符‘A’的字符代碼41H寫入DDRAM的00H地址處即可。至于怎么寫入，后面會有說明。那么為什么把字符代碼寫入DDRAM，就可以在相應位置顯示這個代碼的字符呢？我們知道，LCD1602是一種字符點陣顯示器，為了顯示一種字符的字形，必須要有這個字符的字模數據，什么叫字符的字模數據，看看下面的這個圖就明白了(如圖9)。

圖9
上圖的左邊就是字符‘A’的字模數據，右邊就是將左邊數據用“○”代表0，用“■”代表1。從而顯示出‘A’這個字形。從下面的圖可以看出，字符‘A’的高4位是0100，低4位是0001，合在一起就是01000001b，即41H。它恰好與該字符的ASCII碼一致，這樣就給了我們很大的方便，我們可以在PC上使用P2=‘A’這樣的語法。編譯后，正好是這個字符的字符代碼。
在LCD1602模塊上固化了字模存儲器，就是CGROM和CGRAM，HD44780內置了192個常用字符的字模，存于字符產生器CGROM(Character Generator ROM)中，另外還有8個允許用戶自定義的字符產生RAM，稱為CGRAM(Character Generator RAM)。下圖(如圖12)說明了CGROM和CGRAM與字符的對應關系。從ROM和RAM的名字我們也可以知道，ROM是早已固化在LCD1602模塊中的，只能讀取；而RAM是可讀寫的。也就是說，如果只需要在屏幕上顯示已存在于CGROM中的字符，那么只須在DDRAM中寫入它的字符代碼就可以了；但如果要顯示CGROM中沒有的字符，比如攝氏溫標的符號，那么就只有先在CGRAM中定義，然后再在DDRAM中寫入這個自定義字符的字符代碼即可。和CGROM中固化的字符不同，CGRAM中本身沒有字符，所以要在DDRAM中寫入某個CGROM不存在的字符，必須在CGRAM中先定義后使用。程序退出后CGRAM中定義的字符也不復存在，下次使用時，必須重新定義。

圖10
上面這個圖(如圖10)說明的是5×8點陣和5×10點陣字符的字形和光標的位置。先來說5×8點陣，它有8行5列。那么定義這樣一個字符需要8個字節，每個字節的前3個位沒有被使用。例如，定義攝氏溫標的符號{0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00}。

圖11
上面這個圖(如圖11)說明的是設置CGRAM地址指令。從這個指令的格式中我們可以看出，它共有aaaaaa這6位，一共可以表示64個地址，即64個字節。一個5×8點陣字符共占用8個字節，那么這64個字節一共可以自定義8個字符。也就是說，上面這個圖的6位地址中的DB5DB4DB3用來表示8個自定義的字符，DB2DB1DB0用來表示每個字符的8個字節。這DB5DB4DB3所表示的8個自定義字符(0--7)就是要寫入DDRAM中的字符代碼。我們知道，在CGRAM中只能定義8個自定義字符，也就是只有0—7這8個字符代碼，但在下面的這個表(如圖12)中一共有16個字符代碼(××××0000b--××××1111b)。實際上，如圖所示，它只能表示8個自定義字符 (××××0000b=××××1000b, ××××0001b=××××1001b……依次類推)。也就是說，寫入DDRAM中的字符代碼0和字符代碼8是同一個自定義字符。 5×10點陣每個字符共占用16個字節的空間，所以CGRAM中只能定義4個這樣的自定義字符。
那么如何在CGRAM中自定義字符呢？在上面的介紹中，我們知道有一個設置CGRAM地址指令，同寫DDRAM指令相似，只須設置好某個自定義字符的字模數據，然后按照上面介紹的方法，設置好CGRAM地址，依次寫入這個字模數據即可。我們在后面的例子中再進行說明。

圖12
四．LCD1602指令
1．工作方式設置指令(如圖13)

圖13
×：不關心，也就是說這個位是0或1都可以，一般取0。
DL：設置數據接口位數。
DL=1：8位數據接口(D7—D0)。
DL=0：4位數據接口(D7—D4)。
N=0：一行顯示。
N=1：兩行顯示。
F=0：5×8點陣字符。
F=1：5×10點陣字符。
說明：因為是寫指令字，所以RS和RW都是0。LCD1602只能用并行方式驅動，不能用串行方式驅動。而并行方式又可以選擇8位數據接口或4位數據接口。這里我們選擇8位數據接口(D7—D0)。我們的設置是8位數據接口，兩行顯示，5×8點陣，即0b00111000也就是0x38。(注意：NF是10或11的效果是一樣的，都是兩行5×8點陣。因為它不能以兩行5×10點陣方式進行顯示，換句話說，這里用0x38或0x3c是一樣的)。
2．顯示開關控制指令(如圖14)

圖14
D=1：顯示開，D=0：顯示關。
C=1：光標顯示，C=0：光標不顯示。
B=1：光標閃爍，B=0：光標不閃爍。
說明：這里的設置是顯示開，不顯示光標，光標不閃爍，設置字為0x0c。
3．進入模式設置指令(如圖15、16)

圖15
I/D=1：寫入新數據后光標右移。
I/D=0：寫入新數據后光標左移。
S=1：顯示移動。
S=0：顯示不移動。

圖16
說明：這里的設置是0x06。
4．光標或顯示移動指令(如圖17、18)

圖17

圖18
說明：在需要進行整屏移動時，這個指令非常有用，可以實現屏幕的滾動顯示效果。初始化時不使用這個指令。
5．清屏指令(如圖19)

圖19
說明：清除屏幕顯示內容。光標返回屏幕左上角。執行這個指令時需要一定時間。
6．光標歸位指令(如圖20)
圖20
說明：光標返回屏幕左上角，它不改變屏幕顯示內容。
7．設置CGRAM地址指令(如圖21)

圖21
說明：這個指令在上面已經介紹過。用法在后面例子中說明。
8．設置DDRAM地址指令(如圖22)

圖22
說明：這個指令用于設置DDRAM地址。在對DDRAM進行讀寫之前，首先要設置DDRAM地址，然后才能進行讀寫。前面我們說過，DDRAM就是LCD1602的顯示存儲器。我們要在它上面進行顯示，就要把要顯示的字符寫入DDRAM。同樣，我們想知道DDRAM某個地址上有什么字符，也要先設置DDRAM地址，然后將它讀出到單片機。
9．讀忙信號和地址計數器AC(如圖23)

圖23
說明：這個指令用來讀取LCD1602狀態。對于單片機來說，LCD1602屬于慢速設備。當單片機向其發送一個指令后，它將去執行這個指令。這時如果單片機再次發送下一條指令，由于LCD1602速度較慢，前一條指令還未執行完畢，它將不接受這新的指令，導致新的指令丟失。因此這條讀忙指令可以用來判斷LCD1602是否忙，能否接收單片機發來的指令。當BF=1，表示LCD1602正忙，不能接受單片機的指令；當BF=0，表示LCD1602空閑，可以接收單片機的指令。RS=0，表示是指令；RW=1，表示是讀取。這條指令還有一個副產品：即可以得到地址記數器AC的值(address counter)。LCD1602維護了一個地址計數器AC，用來記錄下一次讀寫CGRAM或DDRAM的位置。需要強調的是：這條指令我一次也沒有執行成功。很多網友似乎也是這樣。好在我們有另外的辦法，也就是延時。通過查看每條指令的執行時間，再經過一些試驗，可以確定指令的延時。這樣就可以在上一條指令執行完畢后再執行下一條指令了。
10．寫數據到CGRAM或DDRAM指令(如圖24)

圖24
說明：RS=1，數據；RW=0，寫。指令執行時，要在DB7—DB0上先設置好要寫入的數據，然后執行寫命令。
11．從CGRAM或DDRAM讀數據指令(如圖25)

圖25
說明：RS=1，數據；RW=1，讀。先設置好CGRAM或DDRAM的地址，然后執行讀取命令。數據就被讀入后DB7—DB0。
五．實例
下面我們就以一個實例來結束這篇文章。先介紹一下背景：單片機最小系統(擴充了外部RAM 62256)。采用STC89C52RC，晶振22.1184MHZ。以5×8點陣，16×2行，8位數據端口。首先在第一行顯示“I love MCU!”,第二行顯示“LCD1602 Test!”。延時一段時間，清屏。然后在第一行顯示自定義字符：攝氏溫標標志。第二行顯示圓周率(pai)標志。再延時一段時間，清屏。最后在第一行顯示“Welcome to my blog!”，顯示方式是從屏幕右面移入，左面移出。周而復始(如圖26)。

圖26
//File1
  1. #ifndef __ZHANGTYPE_H__

  3. #define __ZHANGTYPE_H__



  7. #define uint8    unsigned char

  9. #define uint16   unsigned short int

  11. #define uint32   unsigned long int

  13. #define int8     signed char

  15. #define int16    signed short int

  17. #define int32    signed long int

  19. #define uint64   unsigned long long int

  21. #define int64    signed long long int



  25. #endif

  27. //File2



  31. #ifndef __FUN_H__

  33. #define __FUN_H__

  35. #include "ZhangType.h"

  37. #include  

  39. void Delay(uint16 time);

  41. #endif

  43. //File3



  47. #include "fun.h"

  49. void Delay(uint16 time)

  51. {

  53.     while(time--);

  55. }

  57. //File4



  61. #ifndef __1602_H__

  63. #define __1602_H__



  67. #include

  69. #include "ZhangType.h"          //變量類型

  71. #include "fun.h"            //常用函數



  75. #define    SETMODE    0x38          //16*2顯示,5*7點陣,8位數據接口

  77. #define DISOPEN   0x0C          //顯示開,不顯示光標,光標不閃爍

  79. #define DISMODE   0x06          //讀寫字符后地址加1,屏顯不移動

  81. #define    SETADDR    0x80          //設置數據地址指針初始值

  83. #define CLEAR 0x01          //清屏,數據指針清零

  85. #define RET       0x02          //回車,數據指針清零

  87. #define PORT  P2            //I/O口



  91. sbit RS = P1^0;

  93. sbit RW = P1^1;

  95. sbit E = P1^2;



  99. void Init1602(void);        //初始化1602

  101. void Write1602_Com(uint8 com);  //寫命令

  103. void Write1602_Dat(uint8 dat);  //寫數據

  105. void CheckBusy(void);           //檢查忙

  107. void Write1602_One_Dat(uint8 X,uint8 Y,uint8 dat);          //寫一個數據

  109. void Write1602_Str(uint8 addr,uint8 length,uint8 *pbuf);    //寫一個數據串

  111. #endif//

  113. //File5



  117. #include "1602.h"



  121. void Write1602_Com(uint8 com)

  123. {

  125.     E=0;

  127.     RS=0;                    //命令

  129.     Delay(50);               //延時

  131.     RW=0;                    //寫         

  133.     Delay(50);

  135.     PORT=com;                //端口賦值

  137.     Delay(50);

  139.     E=1;                     //高脈沖

  141.     Delay(50);

  143.     E=0;

  145. }



  149. void Write1602_Dat(uint8 dat)

  151. {

  153.     E=0;

  155.     RS=1;                    //數據

  157.     Delay(50);               //延時

  159.     RW=0;                    //寫

  161.     Delay(50);

  163.     PORT=dat;                //端口賦值

  165.     Delay(50);

  167.     E=1;                     //高脈沖

  169.     Delay(50);

  171.     E=0;

  173. }



  177. void CheckBusy(void)

  179. {

  181.     uint8 temp;

  183.     RS=0;                    //命令

  185.     RW=1;                    //讀

  187.     E=0;

  189.     while(1)

  191.     {

  193.        PORT=0xFF;           //端口為輸入

  195.        E=1;                 //高脈沖

  197.        temp=PORT;

  199.        E=0;

  201.        if ((temp&0x80)==0)      //檢查BF位是否為0

  203.            break;

  205.     }

  207. }



  211. void Init1602(void)

  213. {

  215.     Write1602_Com(SETMODE);     //模式設置

  217.     Delay(500);

  219.     Write1602_Com(DISOPEN);     //顯示設置

  221.     Delay(500);

  223.     Write1602_Com(DISMODE);     //顯示模式

  225.     Delay(500);

  227.     Write1602_Com(CLEAR);       //清屏

  229.     Delay(500);

  231. }



  235. void Write1602_One_Dat(uint8 x,uint8 y,uint8 dat)

  237. {

  239.     x&=0x0f;

  241.     y&=0x01;

  243.     if(y)

  245.        x|=0x40;

  247.     x|=0x80;

  249.     Write1602_Com(x);

  251.     Write1602_Dat(dat);

  253. }



  257. void Write1602_Str(uint8 addr,uint8 length,uint8 *pbuf)

  259. {

  261.     uint8 i;

  263.     Write1602_Com(addr);

  265.     for(i=0;i

  267.     {

  269.        Write1602_Dat(pbuf[i]);

  271.     }

  273. }

  275. //File6

  277. *******************************************************

  279. *名稱:主文件(_main.c)

  281. *功能:測試

  283. *日期:2014/09/09

  285. *******************************************************/

  287. #include "1602.h"

  289. #include "fun.h"

  291. uint8 code hot[8]={                                  //攝氏溫度字模

  293. 0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00

  295. };

  297. uint8 code pi[8]={                       

  299. 0x00,0x1f,0x0a,0x0a,0x0a,0x13,0x00,0x00                 //pai

  301. };

  303. uint8 code strMCU[]="I love MCU!";

  305. uint8 code strTest[]="LCD1602 Test!";

  307. uint8 code blog[]="Welcome to my blog!";

  309. uint8 i;

  311. void main()

  313. {

  315.     Init1602();                                      //初始化1602

  317.     //自定義CGRAM

  319.     Write1602_Str(0x40,8,hot);                       //攝氏溫標

  321.     Write1602_Str(0x48,8,pi);                        //pai



  325.     Write1602_Str(0x80,strlen(strMCU),strMCU);           //"I love MCU!"

  327.     Write1602_Str(0x80+0x40,strlen(strTest),strTest);    //"LCD1602 Test!"



  331.     for(i=0;i<50;i++)                             //延時一段時間

  333.        Delay(10000);



  337.     Write1602_Com(CLEAR);                            //指令執行時間較長

  339.     Delay(500);                                      //多加一些延時

  341.     for(i=0;i<16;i++)

  343.        Write1602_Dat(0);

  345.    

  347.     Write1602_Com(0xc0);                          //設置DDRAM地址

  349.     for(i=0;i<16;i++)

  351.        Write1602_Dat(1);

  353.     for(i=0;i<50;i++)                             //延時一段時間

  355.        Delay(10000);

  357.    

  359.     Write1602_Com(CLEAR);                            //指令執行時間較長

  361.     Delay(500);                                      //多加一些延時

  363.     Write1602_Str(0x80+0x10,strlen(blog),blog);          //寫在顯示之外

  365.     while(1)

  367.     {

  369.        Write1602_Com(0x18);                      //左移

  371.        for(i=0;i<20;i++)                         //延時

  373.            Delay(10000);

  375.     }

  377. }

  379. //############################# THE END #############################
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ID:227688 發表于 2017-12-5 12:11 | 顯示全部樓層
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