LCD1602原理及顯示程序

LCD1602LCD1602原理及顯示程序在日常生活中，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)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。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)光管和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優(yōu)點(diǎn)：顯示質(zhì)量高由于液晶顯示器每一個點(diǎn)在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，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)高且不會閃爍。數(shù)字式接口液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(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)部的電極和驅(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①液晶顯示原理液晶顯示的原理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)域。②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)和主動矩陣驅(qū)動(ActiveMatrix)三種。③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個點(diǎn)組成，屏上64X16個顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個點(diǎn)；當(dāng)（3FFH）二FFH時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH,（001H）=00H,（002H）=00H,……（00EH）=00H,（00FH）=00H時，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。字符的顯示用LCD顯示一個字符時比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€字符由6X8或8X8點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(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。這樣一來就組成某個字符。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,送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié)……直到32B顯示完就可以LCD上得到一個完整漢字。10.8.21602字符型LCD簡介字符型液晶顯示模塊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和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分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780,帶背光的比不帶背光的厚，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：€.ET——€.ET——<c，9m.—0,3-0答圖10-541602LCD尺寸圖1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量：16X2個字符芯片工作電壓:4.5—5.5V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:編號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：丫口口接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(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，液晶模塊執(zhí)行命令。第7?14腳：D0?D7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。10.8.2.31602LCD的指令說明及時序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)至UCGRAM或DDRAM)10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容讀數(shù)表10-14：控制命令表1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）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)和顯示模式設(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)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：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置命令DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示F:低電平時顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時顯示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：讀忙信號和光標(biāo)地址BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時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n：讀數(shù)據(jù)。與HD44780相兼容的芯片時序表如下:讀狀態(tài)輸入寫指令輸入讀數(shù)據(jù)輸入寫數(shù)據(jù)輸入D0—D7=狀態(tài)字讀狀態(tài)輸入寫指令輸入讀數(shù)據(jù)輸入寫數(shù)據(jù)輸入D0—D7=狀態(tài)字無D0—D7=數(shù)據(jù)無RS=L,R/W=L,D0—口7=指令碼，￡二高輸出脈沖RS=H,R/W=H,E=H 輸出RS=H,R/W=L,D0—D7=數(shù)據(jù)，E=高脈輸出表10-15：基本操作時序表讀寫操作時序如圖10-55和10-56所示:圖10-55讀操作時序圖10-56寫操作時序10.8.2.41602LCD的RAM地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫表液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，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。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖10-57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字符的位置呢？這樣不行，因?yàn)閷懭腼@示地址時要求最高位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)o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光標(biāo)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、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B(41H),顯示時模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”ft|>4CGROM和「GRAM點(diǎn)字符代碼與字將田器對底關(guān)系0004Q01QW1101MOI-Q10110on11Kiatonl>04“0】in中HllX父乂乂岫用⑴一0*P*p三a'PXXXX0D91311*q.qn7fAa*XXX^COQIO⑶*￡BRJrrPI/Fdto3C3cii一.中■6tgXXX隼(4口TAtX卜電QXXXX5Q1⑹1%5區(qū)1U曾uq才JBIJL3C由&6F￥fV方二sP￡xxxxfllll>TGW.w7*Jtqt.口XXXX(8HXh1HAg*JXKXX10OI￥1Y■Ly壯J*1iy□）■￡ZJ1￡kj于"yxxyion+1K-Ck1it尊ta黑萬K株KM11M⑶7<L￥11也7療0■XMMXI網(wǎng)L■M_1)iNI\7t+XXMXHP(7)■>■?口rm七小八,KX**X111LFT0■■01k7nr口0:t:圖10-58字符代碼與圖形對應(yīng)圖10.8.2.51602LCD的一般初始化（復(fù)位）過程延時15mS寫指令38H（不檢測忙信號）延時5mS寫指令38H（不檢測忙信號）延時5mS寫指令38H（不檢測忙信號）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：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：*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

LCD液晶顯示，用16F877A寫程序如下:寫一個字符串程序：#include<pic.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintdefineDBPORTD//定義端口definersRB0defineeRB1__CONFIG(0x3B31);constuchardata口="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write_commond(0x28);//設(shè)置4位格式，2行，5X7,功能設(shè)定write_commond(0x0C);//000000n00，開顯示，無光標(biāo)，不閃爍write_commond(0x06);//0000000n0，置輸入模式，光標(biāo)右移，屏幕上的文字不移動write_commond(0x14);//0001000100，設(shè)定CGRAM地址顯示屏或光標(biāo)移動方向}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RD4?RD7進(jìn)入LCDdelay(5);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，也可以從//最左邊開始for(i=0;i<12;i++){write_data(data[i]);//第一行的數(shù)據(jù)字符delay(5);}write_commond(0xc0);//第二行的DDRAM地址不加0x10也可for(i=0;i<16;i++){write_data(data[i]);//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);}寫近一個字符A程序如下：#include<pic.h>defineucharunsignedchardefineuintunsignedintdefineDBPORTDdefinersRB0defineeRB1__CONFIG(0x3B31);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);//在屏幕某個位置顯示一個字符,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write_commond(0x28);//設(shè)置4位格式，2行