全方位解析LCD1602特性及單片機(jī)顯示應(yīng)用
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1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201710/366245.htm 
LCD1602
LCD1602是指顯示的內(nèi)容為16X2，即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。
市面上字符液晶大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。
LCD1602—特性
+5V電壓，對(duì)比度可調(diào)
內(nèi)含復(fù)位電路
提供各種控制命令，如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能
有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM
內(nèi)建有192個(gè)5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM
8個(gè)可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM
1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口
LCD1602—引腳功能介紹
第1腳：VSS為電源地
第2腳：VDD接5V電源正極
第3腳：V0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，接地電源時(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1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。
第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平（1）時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平（0）時(shí)進(jìn)行寫操作。
第6腳：E（或EN）端為使能（enable）端。
第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。
第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。
LCD1602—指令說明及時(shí)序
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)。
控制命令表
LCD的管腳控制
LCD1602——寄存器
1602絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，HD44780內(nèi)置了DDRAM、CGROM和CGRAM，這三個(gè)都是存儲(chǔ)器。
CGROM（中文字庫）、HCGROM（ASCII碼字庫）及CGRAM（自定義字形）、顯示數(shù)據(jù)RAM（DDRAM）、字符顯示RAM緩沖區(qū)（DDRAM）
但一行有40個(gè)地址，我們只用到前16個(gè)地址，第二行也是用前16個(gè)地址，對(duì)應(yīng)地址如下
DDRAM（顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)RAM）
若想要在屏幕的第一行第一列顯示“A”字符，就要在DDRAM的00H地址寫入“A”的代碼就行了。
我們向DDRAM里的00H地址送數(shù)據(jù)時(shí)，如數(shù)字1的代碼，但是并不能顯示1出來。這是我們最容易出錯(cuò)的地方，若想向00H處顯示數(shù)據(jù)，則必須將00H加上80H，即0X80H+0X00H，若在01H處則為0X80H+0X01H，依次類推~
LCD1602—CGROM
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。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
從上表可以看出最左邊一列是供用戶自定義字符的，共有16個(gè)，實(shí)際只有8個(gè)字節(jié)可以用，字符碼為00000000—00000111這8個(gè)地址
LCD1602—顯示應(yīng)用（單片機(jī)學(xué)習(xí)）
LCD1602是51單片機(jī)中很重要的模塊之一，為了方便新手學(xué)習(xí)1602，筆者把自己學(xué)習(xí)1602的一些心得體會(huì)拿出來和菜鳥分享，因筆者水平有限，錯(cuò)誤在所難免，望大家指正。本文程序基于慧凈HJ-1G51開發(fā)板。很多程序?yàn)楸救俗约壕帉懀梢灾苯幽萌ビ谩?/p>
一、關(guān)于LCD1602：
在編寫LCD1602程序前，我們必須了解其手冊(cè)上一些非常重要的信息，如果這些信息不能理解透徹，編程可能會(huì)遇到或多或少的問題，在此先大致歸納幾點(diǎn)。
1．管腳：
1602共16個(gè)管腳，但是編程用到的主要管腳不過三個(gè)，分別為：RS（數(shù)據(jù)命令選擇端），R/W（讀寫選擇端），E（使能信號(hào)）;以后編程便主要圍繞這三個(gè)管腳展開進(jìn)行初始化，寫命令，寫數(shù)據(jù)。
以下具體闡述這三個(gè)管腳：
RS為寄存器選擇，高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平選擇指令寄存器。
R/W為讀寫選擇，高電平進(jìn)行讀操作，低電平進(jìn)行寫操作。
E端為使能端，后面和時(shí)序聯(lián)系在一起。
除此外，D0~D7分別為8位雙向數(shù)據(jù)線。
2．操作時(shí)序：
RS
R/W
操作說明
0
0
寫入指令碼D0~D7
0
1
讀取輸出的D0~D7狀態(tài)字
1
0
寫入數(shù)據(jù)D0~D7
1
1
從D0~D7讀取數(shù)據(jù)
注：關(guān)于E=H脈沖——開始時(shí)初始化E為0，然后置E為1，再清0.
讀取狀態(tài)字時(shí)，注意D7位，D7=1，禁止讀寫操作；D7=0，允許讀寫操作；
所以對(duì)控制器每次進(jìn)行讀寫操作前，必須進(jìn)行讀寫檢測(cè)。（即后面的讀忙子程序）
3．指令集：
LCD_1602 初始化指令小結(jié)：
0x38
設(shè)置16*2顯示，5*7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口
0x01
清屏
0x0F
開顯示，顯示光標(biāo)，光標(biāo)閃爍
0x08
只開顯示
0x0e
開顯示，顯示光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍
0x0c
開顯示，不顯示光標(biāo)
0x06
地址加1，當(dāng)寫入數(shù)據(jù)的時(shí)候光標(biāo)右移
0x02
地址計(jì)數(shù)器AC=0;（此時(shí)地址為0x80）
光標(biāo)歸原點(diǎn)，但是DDRAM中斷內(nèi)容不變
0x18
光標(biāo)和顯示一起向左移動(dòng)
4．顯示地址：
LCD1602內(nèi)部RAM顯示緩沖區(qū)地址的映射圖，00～0F、40～4F分別對(duì)應(yīng)LCD1602的上下兩行的每一個(gè)字符，只要往對(duì)應(yīng)的RAM地址寫入要顯示字符的ASCII代碼，就可以顯示出來。
5．讀寫時(shí)序：
時(shí)序圖1602手冊(cè)中有，這里不引用了。時(shí)序圖很重要，編程就是根據(jù)時(shí)序圖設(shè)置寄存器，讓LCD工作。
二、LCD1602程序編寫流程：
LCD1602在了解完以上信息后便可以編寫，這里我們把程序分為以下幾步：
1．定義LCD1602管腳，包括RS，R/W，E。這里定義是指這些管腳分別接在單片機(jī)哪些I/O口上。
現(xiàn)舉例如下：
sbit EN=P3^4;
sbit RS=P3^5;
sbit RW=P3^6;
2．顯示初始化，在這一步進(jìn)行初始化及設(shè)置顯示模式等操作，包括以下步驟：
設(shè)置顯示方式
延時(shí)
清理顯示緩存
設(shè)置顯示模式
通常推薦的初始化過程如下：
延時(shí)15ms
寫指令38H
延時(shí)5ms
寫指令38H
延時(shí)5ms
寫指令38H
延時(shí)5ms
注：以上寫38H指令可以看情況省略1~2步
?。ㄒ陨隙疾粰z測(cè)忙信號(hào)）
?。ㄒ韵露家獧z測(cè)忙信號(hào)）
寫指令38H
寫指令08H 關(guān)閉顯示
寫指令01H 顯示清屏
寫指令06H 光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置
寫指令0cH 顯示開及光標(biāo)設(shè)置
3．設(shè)置顯示地址（寫顯示字符的位置）。
4．寫顯示字符的數(shù)據(jù)。
三、LCD1602各子程序模塊及主程序編寫：
現(xiàn)在按照上面編寫程序的流程，給出各子程序模塊及主程序的例子。
1．頭文件，宏定義，定義管腳等：
#include《reg52.h》
#include 《string.h》
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit EN=P3^4;
sbit RS=P3^5;
sbit RW=P3^6;
uchar code table0［］={“QQ:545699636”
};
//此條語句為顯示字符串時(shí)定義的字符串?dāng)?shù)組
2．LCD1602基本初始化子程序：
void LCD1602（）
{
EN=0;
RS=1;
RW=1;
P0=0xff;
//這里P0為與LCD D0~D7相連的I/O口
}
3．讀忙子程序：
void read_busy（）
{
P0=0xff;
RS=0;
RW=1;
EN=1;
while（P00x80）;
//P0和10000000相與，D7位若不為0，停在此處
EN=0;
//若為0跳出進(jìn)入下一步；這條語句的作用就是檢測(cè)
}
//D7位，若忙在此等待，不忙跳出讀忙子程序執(zhí)行讀寫指令
4．寫指令寫數(shù)據(jù)子程序：
void write（uchar i，bit j）
{
read_busy（）;
P0=i;
//其中i=0，寫指令；i=1，寫數(shù)據(jù)；
RS=j;
RW=0;
EN=1;
EN=0;
}
5．延時(shí)子程序：
void delay（uint c）
//功能為提供初始化等其他子程序中的延時(shí)1xc MS
{
uint a，b;
for（a=0;a《c;a++）
for（b=0;b《120;b++）;
}
6．LCD1602初始化子程序：
void init（）
//完全按照要求初始化流程來，中間省略了一步寫指令38H
{
delay（15）;
write（0x38，0）;
delay（5）;
write（0x38，0）;
write（0x08，0）;
write（0x01，0）;
write（0x06，0）;
write（0x0c，0）;
}
7．顯示單個(gè)字符子程序：
void display_lcd_byte（uchar y，uchar x，uchar z）
//Y=0，1（起始行），
{
// X=0~15（起始列），Z=想寫入字符的ASCII碼
if（y）
//是否顯示在第二行（若在第一行Y=0，不進(jìn)入IF語句，若在第
{
//二行，進(jìn)入IF語句
x+=0x40;
//第二行起始地址加上列數(shù)為字符顯示地址
}
x+=0x80;
//設(shè)置數(shù)據(jù)指針位置
write（x，0）;
write（z，1）;
//寫入數(shù)據(jù)
}
8．顯示字符串子程序：
void display_lcd_text（uchar y，uchar x，uchar table［］）
{
//Y（起始行），X（起始列）同字符顯示，table［］字符串?dāng)?shù)組
uchar z=0;
uchar t;
t=strlen（table）+x;
//
求得字符串長(zhǎng)度加上起始列位置
while（x《t）
//功能為L(zhǎng)CD顯示到字符串最后一個(gè)字符，防止字符串
{
//沒有16個(gè)字符，從而不夠位產(chǎn)生亂碼；
display_lcd_byte（y，x，table［z］）;
//逐位顯示數(shù)組內(nèi)字符
x++;
z++;
}
}
9．主程序：
主程序里除了放入初始化程序外就是加入自己編寫的顯示子程序，根據(jù)你所要的不用功能可以編寫各種類型的顯示子程序，這里不做詳細(xì)介紹，以下舉例為顯示一個(gè)字符和顯示字符串的顯示子程序。
void main（）
{
LCD1602（）;
init（）;
display_lcd_byte（0，0，‘A’）;
//
顯示一個(gè)字符
display_lcd_text（1，3，table）;
//
顯示字符串
while（1）;
}
到此，讓LCD1602顯示的操作流程和編程思想基本可以告一段落了，但是1602的功能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)不止這些。利用1602你可以做出動(dòng)態(tài)效果的顯示，并且除了顯示一般字符外，1602還支持自定義字符等等其他一些功能，下面在最后簡(jiǎn)單介紹下顯示動(dòng)態(tài)效果和自定義字符。
一、顯示動(dòng)態(tài)效果：
顯示動(dòng)態(tài)效果包括讓一個(gè)字符或字符串原位置閃爍，或者前后移動(dòng)等等。其實(shí)動(dòng)態(tài)效果原理很簡(jiǎn)單，就是簡(jiǎn)單的利用延時(shí)。
例如讓字符原位置閃爍，可以認(rèn)為是先讓1602顯示字符，延時(shí)一段時(shí)間后，可以顯示空格或者直接清屏操作都可以達(dá)到讓字符消失不見的效果，再延時(shí)一段時(shí)間后再讓1602顯示這個(gè)字符。
同理，讓字符前后移動(dòng)也是這樣，例如讓字符在第一個(gè)位置顯示，延時(shí)一段時(shí)間后讓其在后面第二個(gè)位置顯示，只要顯示地址加1，然后顯示即可。字符串也是同樣的道理。
在這里補(bǔ)充一點(diǎn)就是如何讓字符串從1602第16個(gè)地址外進(jìn)入，動(dòng)態(tài)向前移動(dòng)。其實(shí)可以通過顯示地址表我們知道起始位置開始后1602一行只能顯示16個(gè)字符，但是一行的地址卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止16個(gè)。大家可以看到第一行顯示地址是從00~27，然而能顯示在1602可見范圍的只有00~0F，后面的位置其實(shí)就是起到一個(gè)緩沖的作用，你完全可以讓字符數(shù)據(jù)存在在10地址后的RAM中，只不過，我們無法看到就是了，如果存在10前的地址我們就能看到顯示。
因此，我們可以先把顯示起始地址設(shè)在10地址后的某一個(gè)位置，然后讓字符顯示地址每次加1，當(dāng)加到0F時(shí)，我們就可以看到字符串第一個(gè)字符出現(xiàn)在1602的最末一位，然后繼續(xù)向前移動(dòng)。
下面給出一段字符串移動(dòng)顯示的例子：
void display_lcd_byte（uchar y，uchar x，uchar z）
{
if（y）
{
x+=0x40;
}
x+=0x80;
write（x，0）;
write（z，1）;
}
void display_lcd_text（uchar y，uchar x，uchar table［］）
{
uchar z=0;
uchar t;
t=strlen（table）+x;
while（x《t）
{
display_lcd_byte（y，x，table［z］）;
x++;
z++;
}
display_lcd_byte（y，x，‘ ’）;
}
//前兩個(gè)子程序是顯示子程序
void main（）
{
uchar i;
LCD1602（）;
init（）;
for（i=16;i》=0;i--）
//這里的循環(huán)就是為了字符串從后往前顯示
{
display_lcd_text（0，i，table0）;
//i減一次，首個(gè)字符就往前去一位
delay（200）;
}
while（1）;
}
二、顯示自定義字符：
要想顯示自定義字符，首先就得取得想要的圖形或者字符的字模數(shù)組，可以通過手動(dòng)提取的方法，取得相應(yīng)的字模。
如圖所示，對(duì)應(yīng)一個(gè)字符顯示區(qū)域。每8個(gè)字節(jié)，組成一個(gè)點(diǎn)陣數(shù)組。
要想讓某一格子顯示就讓那一位為1，每行自定義5位，全白為0x00;全黑為0x1f。一共8行，每行一位數(shù)據(jù)。
將生成的點(diǎn)陣數(shù)組保存到CGRAM存儲(chǔ)器中，生成自定義字符。1602內(nèi)部CGRAM用于自定義的字符點(diǎn)陣的存儲(chǔ)，總共64字節(jié)。由上一步點(diǎn)陣提取可知，每一個(gè)字符由8個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)組成。所以64字節(jié)CGRAM存儲(chǔ)器，能夠存儲(chǔ)8組自定義字符的點(diǎn)陣數(shù)組。按照CGRAM地址劃分為 0~7為第一組，8~15為第二組，依次類推56~63為第8組數(shù)據(jù)。
CHARACTER CODE是數(shù)據(jù)的顯示地址，0-7的范圍，能存儲(chǔ)8位自定義的字符。（能存八個(gè)自定義，每個(gè)字符存放的）
CGRAM ADDRESS是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的地址，從0-63共64個(gè)字節(jié)。存儲(chǔ)64個(gè)數(shù)據(jù)。我們寫入的數(shù)據(jù)是0x40~0x7F，共128位。（把字符數(shù)組內(nèi)的8個(gè)數(shù)送進(jìn)這8個(gè)地址，每存完一個(gè)字符的8位，下次地址直接轉(zhuǎn)到0x48）
CGRAM DATA 字模每一行5位數(shù)據(jù)存
內(nèi)部常用字符顯示時(shí)，顯示編碼是從0x20開始的。0x00~0x0F是專門留給自定義字符顯示的。0x00~0x07和0x08~0x0F內(nèi)容是一樣的。例如：調(diào)用0x01 位置和0x09位置，顯示的內(nèi)容是一樣的。
LCD1602自定義顯示字符的方式共四步，如下面所示：
1.設(shè)置向CGRAM中存入這個(gè)數(shù)據(jù)。初始地址是0x40。然后存一位向后加8，
總共能存8位自定義的字符。
2.然后可以把自定義的數(shù)據(jù)送入到LCD的CGRAM中。
3.向LCD寫指令，送入需要顯示數(shù)據(jù)的地址。
4.向LCD寫指令，把顯示的數(shù)據(jù)指向LCD的CGRAM存儲(chǔ)的位置，顯示出自定義字符。
舉例如下：
1.建立一個(gè)字符數(shù)組；
uchar LCD_Data1［］={0x01，0x03，0x1D，0x11，0x1D，0x03，0x01，0x00};
2.設(shè)置CGRAM地址，寫指令；
Write_LCD（0x40，0）;
3.把數(shù)據(jù)送入CGRAM地址內(nèi)；
for（i = 0; i 《 8 ; i ++ ）
{
Write_LCD（LCD_Data1，1）;
}
4.寫需要顯示的位置指令；
Write_LCD（0x80，0）;
5.把CGRAM的0位的數(shù)據(jù)送向LCD1602，顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)；
Write_LCD（0x00，1）;
評(píng)論