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1602字符型液晶顯示篇

作者: 時(shí)間:2016-11-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
在日常生活中,我們對(duì)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(hào)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(gè)優(yōu)點(diǎn):

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201611/320394.htm

顯示質(zhì)量高

由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)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(huì)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

相對(duì)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(dòng)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(duì)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(dòng)、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(dòng)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??砂雌滹@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(dòng)方式來分,可以分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)(Static)、單純矩陣驅(qū)動(dòng)(Simple Matrix)和主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)(Active Matrix)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M×N個(gè)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(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位,即每行由16字節(jié),共16×8=128個(gè)點(diǎn)組成,屏上64×16個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對(duì)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(duì)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(shí),則屏幕的左上角顯示一條短亮線,長度為8個(gè)點(diǎn);當(dāng)(3FFH)=FFH時(shí),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(shí),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(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜,因?yàn)橐粋€(gè)字符由6×8或8×8點(diǎn)陣組成,既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)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(gè)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(hào)及每行的列數(shù)找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址,設(shè)立光標(biāo),在此送上該字符對(duì)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(gè)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(hào)及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對(duì)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(gè)字節(jié),換行按列對(duì)齊,送第三個(gè)字節(jié)……直到32B顯示完就可以LCD上得到一個(gè)完整漢字。

10.8.2 1602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(hào)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示器為例,介紹其用法。一般示器實(shí)物如圖10-53:

圖10-53 示器實(shí)物圖

10.8.2.1 1602LCD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:

圖10-54 1602LCD尺寸圖

1602LCD主要技術(shù)參數(shù):

顯示容量:16×2個(gè)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:2.95×4.35(W×H)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(hào)

符號(hào)

引腳說明

編號(hào)

符號(hào)

引腳說明

1

VSS

電源

9

D2

數(shù)據(jù)

2

VDD

電源正極

10

D3

數(shù)據(jù)

3

VL

液晶顯示偏壓

11

D4

數(shù)據(jù)

4

RS

數(shù)據(jù)/命令選擇

12

D5

數(shù)據(jù)

5

R/W

讀/寫選擇

13

D6

數(shù)據(jù)

6

E

使能信號(hào)

14

D7

數(shù)據(jù)

7

D0

數(shù)據(jù)

15

BLA

背光源正極

8

D1

數(shù)據(jù)

16

BLK

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:VDD接5V正電源。

第3腳:VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端,接正電源時(shí)對(duì)比度最弱,接地時(shí)對(duì)比度最高,對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”,使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。

第4腳:RS為寄存器選擇,高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。

第5腳:R/W為讀寫信號(hào)線,高電平時(shí)進(jìn)行讀操作,低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)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(shí)可以讀忙信號(hào),當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)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(shí),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。

10.8.2.3 1602LCD的指令說明及時(shí)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(hào)

指令

RS

R/W

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

1

清顯示

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

2

光標(biāo)返回

0

0

0

0

0

0

0

0

1

*

3

置輸入模式

0

0

0

0

0

0

0

1

I/D

S

4

顯示開/關(guān)控制

0

0

0

0

0

0

1

D

C

B

5

光標(biāo)或字符移位

0

0

0

0

0

1

S/C

R/L

*

*

6

置功能

0

0

0

0

1

DL

N

F

*

*

7

置字符發(fā)生存貯器地址

0

0

0

1

字符發(fā)生存貯器地址

8

置數(shù)據(jù)存貯器地址

0

0

1

顯示數(shù)據(jù)存貯器地址

9

讀忙標(biāo)志或地址

0

1

BF

計(jì)數(shù)器地址

10

寫數(shù)到CGRAM或DDRAM)

1

0

要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容

11

從CGRAM或DDRAM讀數(shù)

1

1

讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容

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(dòng)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(shí)移動(dòng)顯示的文字,低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。

指令6:功能設(shè)置命令 DL:高電平時(shí)為4位總線,低電平時(shí)為8位總線 N:低電平時(shí)為單行顯示,高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符,高電平時(shí)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(hào)和光標(biāo)地址 BF:為忙標(biāo)志位,高電平表示忙,此時(shí)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11:讀數(shù)據(jù)。

與HD44780相兼容的芯片時(shí)序表如下:

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=高脈沖

輸出

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=高脈沖

輸出

表10-15:基本操作時(shí)序表

讀寫操作時(shí)序如圖10-55和10-56所示:

圖10-55 讀操作時(shí)序

圖10-56 寫操作時(shí)序

10.8.2.4 1602LCD的RAM地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫表

液晶顯示模塊是一個(gè)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(shí)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10-57 1602LCD內(nèi)部顯示地址

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)。

在對(duì)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(shí)光標(biāo)是自動(dòng)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(chǔ)器(CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)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(hào)、和日文假名等,每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼,比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B(41H),顯示時(shí)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”

圖10-58 字符代碼與圖形對(duì)應(yīng)圖

10.8.2.5 1602LCD的一般初始化(復(fù)位)過程

延時(shí)15mS

寫指令38H(不檢測忙信號(hào))

延時(shí)5mS

寫指令38H(不檢測忙信號(hào))

延時(shí)5mS

寫指令38H(不檢測忙信號(hào))

以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號(hào)

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(dòng)設(shè)置

寫指令0CH:顯示開及光標(biāo)設(shè)置

10.8.3 1602LCD的軟硬件設(shè)計(jì)實(shí)例

在1602LCD第一行顯示網(wǎng)站名:www.hificat.com在第二行顯示聯(lián)系電話:0571-85956028。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)。

圖10-59 1602LCD實(shí)驗(yàn)演示圖

10.8.3.1 硬件原理圖

1602液晶顯示模塊可以和單片機(jī)AT89C51直接接口,電路如圖10-60所示。

圖10-60 硬件原理圖

10.8.3.2 程序流程圖

圖10-61 軟件流程圖

10.8.3.3 軟件代碼

#include

#include

sbit rs= P2^0;

sbit rw = P2^1;

sbit ep = P2^2;

unsigned char code dis1[] = {"www.hificat.com"};

unsigned char code dis2[] = {"0571-85956028"};

void delay(unsigned char ms)

{

unsigned char i;

while(ms--)

{

for(i = 0; i< 250; i++)

{

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

}

}

}

bit lcd_bz()

{

bit result;

rs = 0;

rw = 1;

ep = 1;

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

result = (bit)(P0 & 0x80);

ep = 0;

return result;

}

void lcd_wcmd(unsigned char cmd)

{

while(lcd_bz());//判斷LCD是否忙碌

rs = 0;

rw = 0;

ep = 0;

_nop_();

_nop_();

P0 = cmd;

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

ep = 1;

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

ep = 0;

}

void lcd_pos(unsigned char pos)

{

lcd_wcmd(pos | 0x80);

}

void lcd_wdat(unsigned char dat)

{

while(lcd_bz());//判斷LCD是否忙碌

rs = 1;

rw = 0;

ep = 0;

P0 = dat;

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

ep = 1;

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

ep = 0;

}

void lcd_init()

{

lcd_wcmd(0x38);

delay(1);

lcd_wcmd(0x0c);

delay(1);

lcd_wcmd(0x06);

delay(1);

lcd_wcmd(0x01);

delay(1);

}

void main(void)

{

unsigned char i;

lcd_init();// 初始化LCD

delay(10);

lcd_pos(0x01);//設(shè)置顯示位置

i = 0;

while(dis1[i] !=