1602字符型液晶显示篇

1、1602字符型液晶显示篇电子制作2008年1月 站长原创,如需引用请注明出处在日常生活中,我们对液晶显示器并不陌生液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件,如在计算器万用表电子表及很多家用电子产品中都可以看到,显示的主要是数字专用符号和图形在单片机的人机交流界面中,一般的输出方式有以下几种:发光管LED数码管液晶显示器发光管和LED数码管比较常用,软硬件都比较简单,在前面章节已经介绍过,在此不作介绍,本章重点介绍字符型液晶显示器的应用在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点:显示质量高由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度,恒定发光,而不像阴极射线管显示器(C

2、RT)那样需要不断刷新新亮点因此,液晶显示器画质高且不会闪烁数字式接口液晶显示器都是数字式的,和单片机系统的接口更加简单可靠,操作更加方便体积小重量轻液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的,在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多功耗低相对而言,液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上,因而耗电量比其它显示器要少得多1液晶显示简介液晶显示原理液晶显示的原理是利用液晶的物理特性,通过电压对其显示区域进行控制,有电就有显示,这样即可以显示出图形液晶显示器具有厚度薄适用于大规模集成电路直接驱动易于实现全彩色显示的特点,目前已经被广泛应用在便携式电脑数字摄像机PDA移

3、动通信工具等众多领域液晶显示器的分类液晶显示的分类方法有很多种,通常可按其显示方式分为段式字符式点阵式等除了黑白显示外,液晶显示器还有多灰度有彩色显示等如果根据驱动方式来分,可以分为静态驱动(Static)单纯矩阵驱动(Simple Matrix)和主动矩阵驱动(Active Matrix)三种液晶显示器各种图形的显示原理:线段的显示点阵图形式液晶由M×N个显示单元组成,假设LCD显示屏有64行,每行有128列,每8列对应1字节的8位,即每行由16字节,共16×8=128个点组成,屏上64×16个显示单元与显示RAM区1024字节相对应,每一字节的内容和显示屏上相

4、应位置的亮暗对应例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H00FH的16字节的内容决定,当(000H)=FFH时,则屏幕的左上角显示一条短亮线,长度为8个点;当(3FFH)=FFH时,则屏幕的右下角显示一条短亮线;当(000H)=FFH,(001H)=00H,(002H)=00H,(00EH)=00H,(00FH)=00H时,则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线这就是LCD显示的基本原理字符的显示用LCD显示一个字符时比较复杂,因为一个字符由6×8或8×8点阵组成,既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节,还要使每字节的不同位为“1”,其它的为

5、“0”,为“1”的点亮,为“0”的不亮这样一来就组成某个字符但由于内带字符发生器的控制器来说,显示字符就比较简单了,可以让控制器工作在文本方式,根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址,设立光标,在此送上该字符对应的代码即可汉字的显示汉字的显示一般采用图形的方式,事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码(一般用字模提取软件),每个汉字占32B,分左右两半,各占16B,左边为135右边为246根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示RAM对应的地址,设立光标,送上要显示的汉字的第一字节,光标位置加1,送第二个字节,换行按列对齐,送第三个字节直到32B显示完就可以

6、LCD上得到一个完整汉字21602字符型LCD简介字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母数字符号等点阵式LCD,目前常用16*1,16*2,20*2和40*2行等的模块下面以长沙太阳人电子有限公司的1602字符型液晶显示器为例,介绍其用法一般1602字符型液晶显示器实物如图1:图1 1602字符型液晶显示器实物图1. 1602LCD的基本参数及引脚功能1602LCD分为带背光和不带背光两种,基控制器大部分为HD44780,带背光的比不带背光的厚,是否带背光在应用中并无差别,两者尺寸差别如下图2所示:图2 1602LCD尺寸图1602LCD主要技术参数:显示容量:16×2个字符芯片工

7、作电压:4.5-5.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm引脚功能说明1602LCD采用标准的14脚(无背光)或16脚(带背光)接口,各引脚接口说明如表1所示:编号符号引脚说明1VSS电源地2VDD电源正极3VL液晶显示偏压4RS数据/命令选择5R/W读/写选择6E使能信号7D0数据8D1数据9D2数据10D3数据11D4数据12D5数据13D6数据14D7数据15BLA背光源正极16BLK背光源负极表1:引脚接口说明表第1脚:VSS为地电源第2脚:VDD接5V正电源第3脚:VL为液晶显示器对比度调整端,接正

8、电源时对比度最弱,接地时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度第4脚:RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器低电平时选择指令寄存器第5脚:R/W为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据第6脚:E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令第714脚:D0D7为8位双向数据线第15脚:背光源正极第16脚:背光源负极2. 1602LCD的指令说明及时序1602液晶模块内部的控制器共有11条

9、控制指令,如表2所示:序号指令引脚状态字RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清除显示00000000012光标返回000000001*3设置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L*6设置功能00001DLNF*7设置字符发生存贮器地址0001字符发生存贮器地址8设置数据存贮器地址地址001显示数据存贮器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数据到CGRAM或DDRAM)10要写的数据内容11从CGRAM或DDRAM读数据11读出的数据内容表2:控制命令表1602液晶模块的读写操作屏幕和光标的操作都是通过指令编程

10、来实现的(说明:1为高电平0为低电平)指令1:清显示,指令码01H,光标复位到地址00H位置指令2:光标复位,光标返回到地址00H指令3:光标和显示模式设置I/D:光标移动方向,高电平右移,低电平左移S:屏幕上所有文字是否左移或者右移高电平表示有效,低电平则无效指令4:显示开关控制D:控制整体显示的开与关,高电平表示开显示,低电平表示关显示C:控制光标的开与关,高电平表示有光标,低电平表示无光标B:控制光标是否闪烁,高电平闪烁,低电平不闪烁指令5:光标或显示移位该指令设置光标和画面的特性S/C:滚动对像的选择,高电平时移动显示的文字,低电平时移动光标S/C=1画面滚动S/C=0光标滚动R/L:

11、滚动方向的选择R/L=1向右滚动R/L=0向左滚动指令6:功能设置命令DL:低电平时为4位总线,高电平时为8位总线N:低电平时为单行显示,高电平时双行显示F: 低电平时显示5x7的点阵字符,高电平时显示5x11的点阵字符指令7:字符发生器RAM地址设置指令8:DDRAM地址设置指令9:读忙信号和光标地址BF:忙标志位,高电平表示忙,此时模块不接收命令或者数据,如为低,表示不忙指令10:写数据指令11:读数据状态字:1602 LCD读回的状态字中,最高位为读/写允许位,低7位为当前数据指针的地址值(即AC值);如下表:BitD7D6D5D4D3D2D1D0功能BFAC60BF为读/写允许位,在M

12、CU对LCD进行读写操作前,都要确认该位值为0才可进行操作AC60为7位的AC值,表示当前数据指针的地址值工作方式设置指令:BitD7D6D5D4D3D2D1D0功能000DLNF00DL:设置控制器与MCU的接口形式,一般设置为1;DL=1:数据总线宽度为8位,即DB7DB0有效;DL=0:数据总线宽度为4位,即DB7DB4有效;N:设置显示字符的行数,1602 LCD一般都设置为1;N=0:为一行字符;N=1:为两行字符;F:设置显示字符的字体,一般设置为0;F=0:为5X7点阵字符体;F=1:为5X11点阵字符体;显示状态设置指令:BitD7D6D5D4D3D2D1D0功能00001DC

13、B该指令控制着画面光标和闪烁的开与关D:画面显示状态位;D=1为显示开,D=0为显示关;该指令仅影响显示屏的开关,并不影响显存中的数据C:光标显示状态位;C=1光标显示;C=0光标不显示B:闪烁显示状态位;B=1时闪烁启动;B=0时闪烁关闭;闪烁只对于当前地址指针指和的字符位有效光标或画面滚动设置指令:BitD7D6D5D4D3D2D1D0功能0001S/CR/L00该指令设置光标和画面的特性S/C:滚动对像的选择S/C=1 画面滚动S/C=0 光标滚动R/L:滚动方向的选择R/L=1 向右滚动R/L=0 向左滚动输入方式设置指令:BitD7D6D5D4D3D2D1D0功能000001I/DS

14、该指令的功能在于设置显示字符的输入方式,即在操作数据写入/读出后,AC数据地址指针的修改方式I/D:I/D=0AC为自动减1的计数器,操作数据后AC自动减一;I/D=1AC为自动加1计数器,操作数据后AC自动加1;S:设置写入字符数据时是否允许画面滚动/光标移动(AC自动变化)S=0禁止S=1允许清屏指令:BitD7D6D5D4D3D2D1D0功能00000001该指令将空格码(0x20)写入显存中;达到清屏显示的功能归位指令:BitD7D6D5D4D3D2D1D0功能00000010该指令完成AC清零的功能CGRAM地址设置指令:BitD7D6D5D4D3D2D1D0功能01A5A4A3A2

15、A1A0该指令将6位的CGRAM地址写入地址指针计数器AC内,随后的对数据的操作是对CGRAM的读/读操作注:CGRAM为用户自定义字符字符的空间,并非对应LCD屏上字符位置的显存(DDRAM)DDRAM地址设置指令:BitD7D6D5D4D3D2D1D0功能1A6A5A4A3A2A1A0该指令将7位的DDRAM地址写入地址指针计数器AC当中,随后的数据操作是对DDRAM(显存)的读/写操作与HD44780相兼容的芯片时序表如下:读状态输入RS=L,R/W=H,E=H输出D0D7=状态字写指令输入RS=L,R/W=L,D0D7=指令码,E=高脉冲输出无读数据输入RS=H,R/W=H,E=H输出

16、D0D7=数据写数据输入RS=H,R/W=L,D0D7=数据,E=高脉冲输出无表3:基本操作时序表读写操作时序如图3和图4所示:图3 读操作时序图4 写操作时序3. 1602LCD的RAM地址映射及标准字库表液晶显示模块是一个慢显示器件,所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平,表示不忙,否则此指令失效要显示字符时要先输入显示字符地址,也就是告诉模块在哪里显示字符,图5是1602的内部显示地址图51602LCD内部显示地址例如第二行第一个字符的地址是40H,那么是否直接写入40H就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢?这样不行,因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平1所以

17、实际写入的数据应该是01000000B(40H)+10000000B(80H)=11000000B(C0H)在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式,在液晶模块显示字符时光标是自动右移的,无需人工干预每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形,如图6所示,这些字符有:阿拉伯数字英文字母的大小写常用的符号和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H),显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”.图6 字符代码与图形对应图4

18、. 1602LCD的一般初始化(复位)过程延时15ms写指令38H(不检测忙信号)延时5ms写指令38H(不检测忙信号)延时5ms写指令38H(不检测忙信号)以后每次写指令读/写数据操作均需要检测忙信号写指令38H:显示模式设置写指令08H:显示关闭写指令01H:显示清屏写指令06H:显示光标移动设置写指令0CH:显示开及光标设置31602LCD的软硬件设计实例在1602LCD第一行显示网站名:在第二行显示联系电话验前应先将显示切换开关切换到LCD工作状态图7 1602LCD实验演示图1. 硬件原理图1602液晶显示模块可以和单片机AT89C51直接接口,电路如图

19、8所示图8 硬件原理图2. 程序流程图图9 软件流程图3. 软件代码/*/*杭州电子&计算机工作室*/*/*1602LCD演示程序*/*目标器件:AT89S51*/*晶振:11.0592MHZ*/*编译环境:Keil 7.50A*/*/*包含头文件*/#include <reg51.h>#include <intrins.h>/*端口定义*/sbit rs = P10;sbit rw = P11;sbit ep = P12;/*显示数据表*/unsigned char code dis1 = "www.G"/*函数功能:LCD延时子程序入口参

20、数:ms出口参数:*/void delay(unsigned char ms) unsigned char i; while(ms-) for(i = 0; i< 250; i+) _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); /*函数功能:测试LCD忙碌状态入口参数:出口参数:result*/bit lcd_bz() bit result; rs = 0; rw = 1; ep = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); result = (bit)(P0 & 0x80); ep = 0; return resul

21、t;/*函数功能:写指令数据到LCD子程序入口参数:cmd出口参数:*/void lcd_wcmd(unsigned char cmd) while(lcd_bz();/判断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;/*函数功能:设定显示位置子程序入口参数:pos出口参数:*/void lcd_pos(unsigned char pos) lcd

22、_wcmd(pos | 0x80);/*函数功能:写入显示数据到LCD子程序入口参数:dat出口参数:*/void lcd_wdat(unsigned char dat) while(lcd_bz();/判断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;/*函数功能:LCD初始化子程序入口参数:出口参数:*/void lcd_init() lcd_wcmd(0x38); delay(1

23、); lcd_wcmd(0x0c); delay(1); lcd_wcmd(0x06); delay(1); lcd_wcmd(0x01); delay(1);/*函数功能:主程序入口参数:出口参数:*/void main(void) unsigned char i; lcd_init();/初始化LCD delay(10); lcd_pos(0x01);/设置显示位置 i = 0; while(dis1i != '0') lcd_wdat(dis1i);/显示字符 i+; lcd_pos(0x40);/设置显示位置 i = 0; while(dis2i != '0&#

24、39;) lcd_wdat(dis2i);/显示字符 i+; while(1);/*标题: LCD1602效果: 本程序在液晶LCD1602上显示两行字符工作于:51开发板作者: 孟庆全网站:*/#include "regx52.h"/*IO引脚定义*/sbit LCD_RS=P10;/定义引脚sbit LCD_RW=P11;sbit LCD_E=P12;/*宏定义*/#define LCD_Data P0#define Busy 0x80/用于检测LCD状态字中的Busy标识/*数据定义*/unsigned char code uctech = "Happy e

25、very day"unsigned char code net = "QQ:12345678"/*函数声明*/void WriteDataLCD(unsigned char WDLCD);/写数据void WriteCommandLCD(unsigned char WCLCD,BuysC);/写命令unsigned char ReadDataLCD(void);/读数据unsigned char ReadStatusLCD(void);/读状态void LCDInit(void);/初始化void DisplayOneChar(unsigned char X,un

26、signed char Y,unsigned char DData);/相应坐标显示字节内容void DisplayListChar(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char code *DData);/相应坐标开始显示一串内容void Delay5ms(void);/延时void Delay400ms(void);/延时/*主函数开始*/void main(void) Delay400ms();/启动等待,等LCD讲入工作状态 LCDInit();/初始化 Delay5ms();/延时片刻(可不要) DisplayListChar(0,0,u

27、ctech); DisplayListChar(1,5,net); ReadDataLCD();/测试用句无意义 while(1);/*写数据*/void WriteDataLCD(unsigned char WDLCD) ReadStatusLCD();/检测忙 LCD_Data = WDLCD; LCD_RS = 1; LCD_RW = 0; LCD_E = 0;/若晶振速度太高可以在这后加小的延时 LCD_E = 0;/延时 LCD_E = 1;/*写指令*/void WriteCommandLCD(unsigned char WCLCD,BuysC)/BuysC为0时忽略忙检测 if

28、(BuysC) ReadStatusLCD();/根据需要检测忙 LCD_Data = WCLCD; LCD_RS = 0; LCD_RW = 0; LCD_E = 0; LCD_E = 0; LCD_E = 1;/*读数据*/unsigned char ReadDataLCD(void) LCD_RS = 1; LCD_RW = 1; LCD_E = 0; LCD_E = 0; LCD_E = 1; return(LCD_Data);/*读状态*/unsigned char ReadStatusLCD(void) LCD_Data = 0xFF; LCD_RS = 0; LCD_RW = 1; LCD_E = 0; LCD_E = 0; LCD_E = 1; while (LCD_Data & Busy);/检测忙信号 return(LCD_Data);/*初始化*/void LCDInit(void) LCD_Data = 0; WriteCommandLCD(0x38,0);/三次模式设置,不检测忙信号 Delay5ms(); WriteCommandLCD(0x38,0); Delay5ms(); WriteComma