飛思卡爾8位單片機(jī)MC9S0813LCD與LED編程

第十三章

LCD與LED編程主要內(nèi)容LCD概述點(diǎn)陣字符型LCD的接口特性點(diǎn)陣字符型LCD編程實(shí)例數(shù)碼管編程實(shí)例《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件113.1LCD概述13.1.1LCD的特點(diǎn)低電壓微功耗：工作電壓為3～5V，每平方厘米的液晶顯示屏的工作電流為μA級(jí)平板型結(jié)構(gòu)：由兩片玻璃組成的很薄的盒子使用壽命長(zhǎng)：幾乎沒有劣化問(wèn)題，可以使用很長(zhǎng)時(shí)間被動(dòng)顯示：環(huán)境光線越強(qiáng)顯示內(nèi)容越清晰顯示信息量大且易于彩色化：像素可以做得很小，液晶易于彩色化無(wú)電磁輻射：不會(huì)產(chǎn)生X射線和其它電磁輻射《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件213.1.2LCD的分類（1）按電光效應(yīng)分類

電場(chǎng)效應(yīng)類

電流效應(yīng)類

電熱寫入效應(yīng)類

熱效應(yīng)類《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件3(2)按顯示內(nèi)容分類字段型：或稱為筆劃型，是指以長(zhǎng)條筆劃狀顯示像素組成的液晶顯示器件。點(diǎn)陣字符型：是指顯示的基本單元由一定數(shù)量點(diǎn)陣組成，專門用于顯示數(shù)字、字母、常用圖形符號(hào)及少量自定義符號(hào)或漢字。點(diǎn)陣圖形型：除了可顯示字符外，還可以顯示各種圖形信息、漢字等，顯示自由度大?！肚度胧綉?yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件4（3）按LCD的采光方式分類帶背光源：在弱光或黑暗條件下使用不帶背光源：靠背面的反射膜將射入的自然光從下面反射出來(lái)完成的。例如，計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)、儀表、計(jì)算器等計(jì)量顯示部件都可以選擇使用不帶背光的LCD器件?！肚度胧綉?yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件返回513.2點(diǎn)陣字符型LCD的接口特性13.2.1點(diǎn)陣字符型液晶顯示模塊的基本特點(diǎn)①液晶顯示屏是以若干5×8或5×11點(diǎn)陣塊組成的顯示字符群。②主控制電路為HD44780（HITACHI）及其它公司的兼容電路。③內(nèi)部具有字符發(fā)生器ROM。④具有64字節(jié)的自定義字符RAM。⑤具有64字節(jié)的數(shù)據(jù)顯示RAM。⑥標(biāo)準(zhǔn)接口特性，與H68HC08系列MCU容易接口。⑦模塊結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、裝配容易。⑧單+5V電源供電（寬溫型需要加-7V驅(qū)動(dòng)電源）。⑨低功耗、高可靠性。《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件613.2.2HD44780的引腳與時(shí)序（1）HD44780的引腳信號(hào)

HD44780的外部接口信號(hào)一般有14條，有的型號(hào)顯示器使用16，其中與MCU的接口有8條數(shù)據(jù)線、3條控制線。見下表?！肚度胧綉?yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件7（2）HD44780的時(shí)序信號(hào)

《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件8《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件HD44780的讀操作時(shí)序913.2.3HD44780的編程結(jié)構(gòu)從編程角度看，HD44780內(nèi)部主要由指令寄存器（IR）、數(shù)據(jù)寄存器（DR）、忙標(biāo)志（BF）、地址計(jì)數(shù)器（AC）、顯示數(shù)據(jù)寄存器（DDRAM）、字符發(fā)生器ROM（CGROM）、字符發(fā)生器RAM（CGRAM）及時(shí)序發(fā)生電路構(gòu)成。《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件10IR用于MCU向HD44780寫入指令碼。IR只能寫入，不能讀出。當(dāng)RS=0、R/W=0時(shí)，數(shù)據(jù)線DB7～DB0上的數(shù)據(jù)寫入指令寄存器IR。（2）數(shù)據(jù)寄存器（DR）DR用于寄存數(shù)據(jù)。當(dāng)RS=1、R/W=0時(shí)，數(shù)據(jù)線DB7～DB0上的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)寄存器DR，同時(shí)DR的數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動(dòng)寫入DDRAM或CGRAM。當(dāng)RS=1、R/W=1時(shí)，內(nèi)部操作將DDRAM或CGRAM送到DR中，通過(guò)DR送到數(shù)據(jù)總線DB7～DB0上。（3）忙標(biāo)志（BF）令RS=0、R/W=1，在E信號(hào)高電平的作用下，BF輸出到總線的DB7上，MCU可以讀出判別。BF=1，表示組件正在進(jìn)行內(nèi)部操作，不能接受外部指令或數(shù)據(jù)。《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件（1）指令寄存器（IR）11AC作為DDRAM或CGRAM的地址指針。如果地址碼隨指令寫入IR，則IR的地址碼部分自動(dòng)裝入地址計(jì)數(shù)器AC之中，同時(shí)選擇了相應(yīng)的DDRAM或CGRAM單元。AC具有自動(dòng)加1或自動(dòng)減1功能。當(dāng)數(shù)據(jù)從DR送到DDRAM(或CGRAM)，AC自動(dòng)加1。當(dāng)數(shù)據(jù)從DDRAM(或CGRAM)送到DR，AC自動(dòng)減1。當(dāng)RS=0、R/W=1時(shí)，在E信號(hào)高電平的作用下，AC的內(nèi)容送到DB7～DB0。（4）地址計(jì)數(shù)器（AC）12DDRAM用于存儲(chǔ)顯示數(shù)據(jù)，共有80個(gè)字符碼。對(duì)于不同的顯示行數(shù)及每行字符個(gè)數(shù)，所使用的地址不同，例如：①8×1（8個(gè)字符，1行）字符位置12345678地

址0001020304050607②16×1（16個(gè)字符，1行）字符位置

1

2......8910......16地

址0001......074041......47《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件（5）顯示數(shù)據(jù)寄存器（DDRAM）13字符位置12......8910......16第一行地址0001......070809......0F第二行地址4041......474849......4F ④16×4（每行16個(gè)字符，共4行）字符位置12......8910......16第一行地址0001......070809......0F第二行地址4041......474849......4F第三行地址1011......171819......1F第四行地址5051......575859......5F《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件③16×2（每行16個(gè)字符，共2行）14CGROM由8位字符碼生成5×7點(diǎn)陣字符160種和5×10點(diǎn)陣字符32種。（7）字符發(fā)生器RAM(CGRAM)CGRAM是提供給用戶自定義特殊字符用的，它的容量?jī)H為64字節(jié)，編址為00～3FH。作為字符字模使用的僅是一個(gè)字節(jié)中的低5位，每個(gè)字節(jié)的高3位留給用戶作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用。如果用戶自定義字符由5×7點(diǎn)陣構(gòu)成，可定義8個(gè)字符?！肚度胧綉?yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件（6）字符發(fā)生器ROM(CGROM)1513.2.4HD44780的指令集（1）清屏（ClearDisplay）

RS、R/=00，DATA=00000001。清屏指令使DDRAM的內(nèi)容全部被清除，屏幕光標(biāo)回原位，地址計(jì)數(shù)器AC=0。（2）歸位（ReturnHome）

RS、R/=00，DATA=0000001*，“*”表示任意，下同。歸位指令使光標(biāo)和光標(biāo)所在位的字符回原點(diǎn)（屏幕的左上角）。地址計(jì)數(shù)器AC=0。（3）輸入方式設(shè)置（EntryModeSet）RS、R/=00，DATA=000000AS。該指令設(shè)置光標(biāo)、畫面的移動(dòng)方式。下面解釋A、S位的含義。A=1:數(shù)據(jù)讀寫操作后，AC自動(dòng)增1；A=0:數(shù)據(jù)讀寫操作后，AC自動(dòng)減1。S=1:當(dāng)數(shù)據(jù)寫入DDRAM顯示將全部左移（A=1）或全部右移(A=0)，此時(shí)光標(biāo)看上去未動(dòng)，僅僅是顯示內(nèi)容移動(dòng)，但從DDRAM中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，顯示不移動(dòng)；S=0：顯示不移動(dòng)，光標(biāo)左移（A=1）或右移(A=0)?！肚度胧綉?yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件16

RS、R/=00，DATA=00001DCB。該指令設(shè)置顯示、光標(biāo)及閃爍開、關(guān)。D：顯示控制，D=1，開顯示(DisplayON)；D=0，關(guān)顯示(DisplayOFF)。C：光標(biāo)控制，C=1，開光標(biāo)顯示；C=0，關(guān)光標(biāo)顯示。B：閃爍控制，B=1，光標(biāo)所指的字符同光標(biāo)一起以0.4s交變閃爍；B=0，不閃爍。運(yùn)行時(shí)間(250KHz)：40μs。（5）光標(biāo)或畫面移位（CursororDisplayShift）RS、R/=00，DATA=0001S/CR/L**。該指令使光標(biāo)或畫面在沒有對(duì)DDRAM進(jìn)行讀寫操作時(shí)被左移或右移，不影響DDRAM。S/C=0、R/L=0，光標(biāo)左移一個(gè)字符位，AC自動(dòng)減1；S/C=0、R/L=1，光標(biāo)右移一個(gè)字符位，AC自動(dòng)加1；S/C=1、R/L=0，光標(biāo)和畫面一起左移一個(gè)字符位；S/C=1、R/L=1，光標(biāo)和畫面一起右移一個(gè)字符位。運(yùn)行時(shí)間(250KHz):40μs?！肚度胧綉?yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件（4）顯示開關(guān)控制（DisplayON/OFFControl）17（6）功能設(shè)置（FunctionSet） RS、R/=00，DATA=001DLNF**。該指令為工作方式設(shè)置命令（初始化命令）。對(duì)HD44780初始化時(shí)，需要設(shè)置數(shù)據(jù)接口位數(shù)（4位或8位）、顯示行數(shù)、點(diǎn)陣模式（5×7或5×10）。DL:設(shè)置數(shù)據(jù)接口位數(shù)，DL=1，8位數(shù)據(jù)總線DB7～DB0；DL=0，4位數(shù)據(jù)總線DB7～DB4，而DB3～DB0不用，在此方式下數(shù)據(jù)操作需兩次完成。N：設(shè)置顯示行數(shù)，N=1，2行顯示；N=0，1行顯示。F:設(shè)置點(diǎn)陣模式，F(xiàn)=0，5×7點(diǎn)陣；F=1，5×10點(diǎn)陣。運(yùn)行時(shí)間(250KHz):40μs。（7）CGRAM地址設(shè)置（CGRAMAddressSet）

RS、R/=00，DATA=01A5A4A3A2A1A0。該指令設(shè)置CGRAM地址指針。A5～A0=000000～111111。地址碼A5～A0被送入AC中，在此后，就可以將用戶自定義的顯示字符數(shù)據(jù)寫入CGRAM或從CGRAM中讀出。運(yùn)行時(shí)間(250KHz):40μs。（8）DDRAM地址設(shè)置（DDRAMAddressSet） RS、R/=00，DATA=1A6A5A4A3A2A1A0。該指令設(shè)置DDRAM地址指針。若是一行顯示，地址碼A6～A0＝00～4FH有效；若是二行顯示，首行址碼A6～A0＝00～27H有效，次行址碼A6～A0＝40～67H有效。在此后，就可以將顯示字符碼寫入DDRAM或從DDRAM中讀出。運(yùn)行時(shí)間(250KHz):40μs?！肚度胧綉?yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件18（9）讀忙標(biāo)志BF和AC值（ReadBusyFlagandAddressCount）

RS、R/=01，DATA=BFAC6AC5AC4AC3AC3AC1AC0。該指令讀取BF及AC。BF為內(nèi)部操作忙標(biāo)志，BF=1，忙；BF=0，不忙。AC6～AC0為地址計(jì)數(shù)器AC的值。當(dāng)BF=0時(shí)，送到DB6～DB0的數(shù)據(jù)（AC6～AC0）有效。（10）寫數(shù)據(jù)到DDRAM或CGRAM(WriteDatatoDDRAMorCGRAM) RS、R/=10，DATA=實(shí)際數(shù)據(jù)。該指令根據(jù)最近設(shè)置的地址，將數(shù)據(jù)寫入DDRAM或CGRAM中。實(shí)際上，數(shù)據(jù)被直接寫入DR，再由內(nèi)部操作寫入地址指針?biāo)傅腄DRAM或CGRAM。運(yùn)行時(shí)間(250KHz):40μs。（11）讀DDRAM或CGRAM數(shù)據(jù)（ReadDatafromDDRAMorCGRAM）

RS、R/=11，DATA=實(shí)際數(shù)據(jù)。該指令根據(jù)最近設(shè)置的地址，從DDRAM或CGRAM讀數(shù)據(jù)到總線DB7～DB0上。運(yùn)行時(shí)間(250KHz):40μs?！肚度胧綉?yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件返回19

13.3點(diǎn)陣字符型LCD編程實(shí)例下圖給出LCD的硬件連接方式，LCD的數(shù)據(jù)線7～14腳（DB0～DB7）分別與MCU的PTB0～PTB7連接，LCD的控制線RS、R/、E（4、5、6腳）分別與MCU的PTC0、PTC1、PTC2連接。LCD的1、2、3腳為供電電源與亮度調(diào)節(jié)引腳。LCD(HD44780)12345678910111213141516

+5VDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0PTB7PTB6PTB5PTB4PTB3PTB2PTB1PTB0PTC2PTC1PTC0MCU與LCD的連接《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件2013.3.1LCD編程匯編程序?qū)嵗?/p>

LCD編程匯編子程序

LCD編程匯編主程序

PC機(jī)方程序《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件2113.3.2LCD編程C語(yǔ)言程序?qū)嵗?/p>

LCD編程C語(yǔ)言子函數(shù)

LCD編程C語(yǔ)言主函數(shù)《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件返回2213.4數(shù)碼管編程實(shí)例13.4.1掃描法LED顯示編程原理

8段數(shù)碼管一般由8個(gè)發(fā)光二極管（Llight-emittingdiode，LED）組成，每一個(gè)位段就是一個(gè)發(fā)光二極管。一個(gè)8段數(shù)碼管分別由a、b、c、d、e、f、g位段，外加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的位段h（或記為dp）組成。實(shí)物外型見右圖。數(shù)碼管外形agdfecbh《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件23根據(jù)公共端所接電平的高低，8段數(shù)碼管可分為共陽(yáng)極和共陰極兩種，如下圖所示。共陰極8段數(shù)碼管的信號(hào)端高電平有效，只要在各個(gè)位段上加上相應(yīng)的信號(hào)即可使相應(yīng)的位段發(fā)光，共陽(yáng)極的8段數(shù)碼管則相反，在相應(yīng)的位段加上低電平即可使該位段發(fā)光。

abcdefgdp(a)共陰極gnd(b)共陽(yáng)極Vccabcdefgdp《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件數(shù)碼管24n連排數(shù)碼管：將幾個(gè)8段數(shù)碼管合在一起使用，通過(guò)一個(gè)稱為數(shù)據(jù)口的8位數(shù)據(jù)端口來(lái)控制段位。而一個(gè)8段數(shù)碼管的公共端，原來(lái)接到固定的電平（對(duì)共陰極是GND，對(duì)共陽(yáng)極是Vcc），現(xiàn)在接MCU的一個(gè)輸出引腳，由MCU來(lái)控制，通常叫“位選信號(hào)”，而把這些由n個(gè)數(shù)碼管合在一起的數(shù)碼管組稱為n連排數(shù)碼管。例如：一個(gè)4連排的共陰極數(shù)碼管，它們的位段信號(hào)端（稱為數(shù)據(jù)端）接在一起，可以由MCU的一個(gè)8位端口控制，同時(shí)還有4個(gè)位選信號(hào)（稱為控制端），用于分別選中要顯示數(shù)據(jù)的數(shù)碼管，可用MCU另一個(gè)端口的4個(gè)引腳來(lái)控制。如下頁(yè)圖：《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件n連排數(shù)碼管25CS3abcdefgdpCS2abcdefgdpCS1abcdefgdpCS0