第8章LCD显示器原理应用副本

1、第八章LCD显示器原理及应用【Proteus中LCD的选择，用Optoelectronics,在后面有挺多的LCD显示器件】81液晶显示器模块的原理1. 字符型液晶显示模块RT-1602C的外观与引脚16 11OOOQOOOOOOOOOOOO 16;rlQ©图8-1显示容量：16个X 2排字符；工作电流 2.0mA（5.0V ;字符尺寸：2.95X 4.35mm。【能够看到的是2排，各16个字符，不是汉字】RT-1602C采用标准的16脚接口，各引脚情况如下：第1脚：VSS为电源地；第2脚：VDD为+5V电源；【从高频的角度，应该1电源，2地第3脚：VEE为液晶显示对比度调整端，接正

2、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为数据/命令选择端，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择 命令寄存器。RS： RegisterSelectior第5脚：I1，读写操作选择1 -读，0 写）。RSHI寄存器及操作00指令寄存器写入:01忙信号和地址计数器读出10数据寄存器写入11数据寄存器读出第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时 负跳变），液晶模 块执行命令。【类似于74LS373,需要负跳变】执行一条命令或写入一个数据，都要使E有一个负跳变。第714脚：D0D7,为8位双向数据总线，与单片

3、机的数据总线相连， 三 态。第15脚：BLA，背光电源，通常为+ 5V，并联一个电位器，调节背光亮度0第16脚：BLK，背光电源地。2. 字符型液晶显示模块RT-1602C勺内部结构 液晶显示模块RT-C1602C的内部结构可以分成三部分：一为LCD控制器，二为LCD驱动器，三为 LCD显示装置，如图所示：地 VSS + 5V VDD 液晶显示倡压信号VL -RS -读写选择R评_ 使能端E -LCDLCD控制动器器HD44780HD44100LCD显示装备图8-2控制器采用HD44780,驱动器采用HD44100。HD44780是字符型液晶显示 控制器的代表电路。HD44780控制器的特点：

4、（1>可选择5>7或5X10点字符。【X方向为5个点，丫方向为7或10点（2>HD44780的显示缓冲区DDRAM、字符发生存储器VROM ）【具体的内容如图8 -4及用户自定义的字符发生器CGRAM全部集成在芯片内。【如果用户不定义字符，则字符发生器CGRAM可以不管HD44780有80个字节的显示缓冲区，分两行，地址为：第一行为 00H27H ; <03940个）第二行为 40H67H。<64103 40个）显示位置的排列顺序跟LCD的型号有关，RT-1602C液晶显示模块的显示地址与实际显示位置的关系如下图所示。【注意： 理解 “ 00和 “ 40图8-3【

5、27H=2X16+ 7=3940H=4X16=6467H=6X16+ 7=96+ 7=103103-64=39】（4>HD44780具有8位数据和4位数据传输两种方式，可与4/8位CPU相连。【采用8 位CPU时，应该采用8位数据传输方式，在51系列中，用8位方式】（5>HD44780具有简单而功能较强的指令集，可实现 字符移动、闪烁等显示功能。HD44780内部的字符发生存储器vROM ）已经存储了 160个不同的点阵字符 图形，如图8-4所示：【从这些点阵字符数据可以看出，显示时，需要用ASCII码】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

6、都有一个固定的代码。比如数字“ 1的代码是00110001BV31H），又如大写的英文字母 “A”勺代码是01000001BV41H）,【上面的数字在前，左边 的数字在后】可以看出英文字母的代码与ASCII编码相同。要显示“ 1时，只需 将ASCII码31H存入DDRAM指定位置，显示模块将在相应的位置把数字“ 1的点阵字符图形显示出来，就可以看到数字“ 1。00000001001022LL 1 oooioi01 01111OOOLOO1101010111100L 10 l11101111H KW«000il«0FR0cepxxxxOO：O 1<2>11口Qmn

7、SqJ 0IT2E：R匕厂rY戶eiCatxjeOiOl 1#3匸S匚.三OT=EC"ixxci i no<S>车4C-|TdtI卜PnXKXXO'lO1 1g5EUi 4才ZL<sU1u(7)&6TFUf7=?7T"3P£xxxxD1114S>-J-VU1 w3w1gJLxxxxlOOU(l>cSHXPTx厂Xxxxx1OO1(2>>9IV1yp尊JIL-1y1 (J 1 O<3>*Jz J 1NXZJ讥L-J手XMMX 1 0 1 I-N>+KEk<*rt乂J=iXXXK 1 I

8、OC)(6)<L¥11 $FlJtMXX 1LO1MM>Z>t<'xxxx LI 10<?)>Hn->X.XXX 11117O0+-nOIlli图8-43. 指令格式与指令功能LCD控制器HD44780内有多个寄存器，通过RSffi 引脚上的电平决定 对命令和数据）寄存器的选择和读/写，DB7DB0决定命令功能。选择情况如表：RSa寄存器及操作00指令寄存器写入:01忙信号和地址计数器读出10数据寄存器写入11数据寄存器读出E端，当E出现负跳变的时候，LCD执行命令或执行数据 总共有11条指令，它们的格式和功能如下：序号指令RSR/W

9、D7D6D5D4DSD2D1DO1清显示000Q0000012光标返回0I 00000001+3置输入模式0I 0000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L*6査功能00001DLNF7置宇符发生存贮器地址0001宇符发生存贮器地址S置数拥存贮器地址001显示数据存贮器拖址9逵忙标志或地址01BF计數器地址10写数到CGRAM或DDRAM10要写的数据内容111从亡它尺AM或DD尺AM读数1M读出的数据内客【表格中红色“ 1”代表每一个指令的特征】(1清屏命令格式【指令寄存器写入，RS=O,R/W=O,指令码0X01】RSLZJD7D6D5

10、D4D3D2D1D00000 1000001功能：清除屏幕显示，将显示缓冲区DDRAM的内容全部写入空格vASCII 2 0H)，也就是LCD上无显示。光标复位，回到显示器的左上角 光标复位到地址00H位置，相当于 地址计数器AC清零)。【AC和单片机中的PC类似】(2光标复位命令格式【指令寄存器写入，指令码0X10】RSaD7D6D5D4D3D2D1D0000000001X功能：光标返回到地址00H位置。【数据指针清零】 (3输入方式设置命令格式：【指令寄存器写入】RSaD7D6D5D4D3D2D1D000000001I/DS功能：设定光标的移动方向，并指定整体显示是否移动 其中：I/D光标

11、移动方向：当l/D=1，光标从左向右移动；当读或写一个字符后，地址指针加1，且光标加1向右移动一个字符位置。【一般采用从左到右】当I/D=0，光标从右向左移动；当读或写一个字符后，地址指针减1，且光标减1向左移动一个字符位置。【外国习惯】S屏幕上所有文字是否左移或者右移：当S=1时，写入一个字符，整屏显示左移I/D=1 )或右移l/D=0 )，以得到 光标不移动而屏幕移动的效果； 当S=0时，写入一个字符，整屏显示不移动。(4显示开关控制命令格式：【指令寄存器写入】RSaD7D6D5D4D3D2D1D00000001Dr cB显示控制开关。其中：D位控制整体显示的开与关，D=1，开显示；D=0

12、，关显示C位控制光标的开与关，C=1，有光标；C=0，无光标。B位控制光标字符闪烁，B=1，字符闪烁；B=0，字符不闪烁。例如：RS=O, RW=O,显示开关控制字OCH=0000 1100 表示：D=1开显示，C=0无光标，B=0字符不闪例如：RS=0，RW=0,显示开关控制字OEH=0000 1110 表示：D=1开显示，C=1有光标，B=0字符不闪(5光标或显示移位置命令格式：【指令寄存器写入】RSaD7D6D5D4D3D2D1D00000 n01S/CR/LXX功能：移动光标或整体显示，DDRAM中内容不变。 其中：S/C=1时，移位显示的文字；S/C=0时，移动光标R/L=1时，向右

13、移位；R/L=0时，向左移位(6功能设置命令格式：【指令寄存器写入】RSaD7D6D5D4D3D2D1D00000 n1DLNFXXDL位设置接口数据位数，DL=1为8位数据接口； DL=0为4位数据接口 【MCS-51为8位，所以应该用8位方式“ 1”【和教材上的不一样N位设置显示行数，N=0，单行显示；N=1双行显示。F位设置字型大小，F=1时为5X10点阵字符，F=0时为5 X7点阵字符。例如：功能设置命令38H=0011 1000表示：设置8位数据接口，16X22行显示,N=1)，F=0，5X7点阵字符(7设置字库CGRAM地址命令格式：【指令寄存器写入】RSLHJD7D6D5D4D3

14、D2D1D00001AAAAAA功能：设置CGRAM的地址，地址范围063。【字符发生器RAM地址设置。】 【用户自定义的字符，如果没有自定义的字符，此命令可以不用】(8显示缓冲区DDRAM地址设置命令格式：【指令寄存器写入】RSD7D6D5D4D3D2D1D0001A :AAAAAA功能：DDRAM地址设置，地址范围为0127。【不能任意取值】【控制器内设有一个数据地址指针，用户可通过它们来访问内部的全部80字节 RAM 80H+ 地址码 D7=1，-80H,地址码为 0 27H, 40H-67H)【这个命令在编程时肯定要使用，主要用来设置在第一或第二行显示内容】(9读忙标志BF及光标地址A

15、C命令格式：【指令寄存器，忙标志读出】RSaD7D6D5D4D3D2D1D001BFAC功能：BFvBusyFlag)位为忙标志。BF=1，表示忙，LCM不能接收命令和数据；BF=0，表示L CM不忙，可以接收命令和数据。AC位为地址计数器的值，范围为0127。【007FH例如：(Busy_Check( & 0x80 = 0x80。/取出最高位，判断是否忙。【通常就是威判断最高位是否为“ 1”，表示LCD忙，“ 0”表示不忙】(10写DDRAM或CGRAM命令格式：【数据寄存器写入】RSLHJD7D6D5D4D3D2D1D010DATA功能：将数据写入CGRAM或DDRAM中，应与CG

16、RAM或DDRAM地址设 置命令结合使用。【命令9和命令10，肯定使用】(11读DDRAM或CGRAM命令格式：【数据寄存器读出】RSaD7D6D5D4D3D2D1D011DATA功能：从CGRAM或DDRAM中读出数据，应与CGRAM或DDRAM地址设置命 令结合使用。【一般不用】液晶显示模块是一个慢显示器件，如果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。所以 在写入命令或数据 时，要先查询液晶显示模块是否忙。显示字符时首先要输入显示字符地址，也就是告诉模块在什么位置显示字 符，表8-2是TC1602EL液晶模块的内部显示位与DDRAM地址的对应关系。表

17、8-2显示位与DDRAM地址的对应关系123456189* F3940DDRAM第 行0001020304050607OS 2627地址CH)第二行404142434445464743V «66674. LCD显示器的初始化LCD使用之前须对它进行初始化，初始化可通过复位完成，也可在复位后 完成，初始化过程如下：(1清屏；(2功能设置；【一般有多条语句进行设置】(3开/关显示设置；(4输入方式设置。8.2 LCD显示器与单片机的接口与应用下图是LCD显示器与8051单片机的接口连接图，图中RT-1602C的数据线与P0口相连，RS与P2.0相连，一 与P2.1相连，E端与P2.2相连

18、。编程在LCD显示器的第一行、第一列开始显示 “GOOD，第二行、第6列开始 显示“BYE。【第1脚：VSS为电源地；第2脚：VDD为+5V电源；第3脚：VEE为液晶显示对比度调整端，可通过电位器调整对比度。第4脚：RS为数据/命令选择端第5脚：I1，读写操作选择1 -读，0-写)。第6脚：当E端由高电平跳变成低电平时 负跳变)，液晶模块执行命令】【例1】在LCD上显示GOOD BYE245【已通过CAP8-EX1】LMLCD1XTAL1XTALZ罠STPDIlAlDlD 1PD2VAID3 FQ.WAID 4 F1 口 SfADS PQACiG PD.TWC ?pzsAinFBENFZ3WL

19、11ALE旦F2STA13PlflPSfirAKP1.1Fl.ljTXiDP13RdllM TDF13P3JSTINT1IF1.+F3.<TinPISP16FieminPI,7MID弓ZE_31EATStSi-11 丄-21.£7 IRP1#in elude <reg51.h>sbit RS=P2A0Osbit RW=P2A1。sbit E=P2A2oun sig ned char LCD_Statusun sig ned char num="0123456789"。void delay(unsigned int count un sig ned

20、 char i。while(cou nt->for(i=0。i<120o i+>。unsigned char Busy_Check(> 检查忙函数RS = 0oRW = 1。 RS=0，控制寄存器，RW=1,读E = 1。delay(2>。LCD_Status = PQ 读出 LCD 的状态delay(2>。E = 0oE端出现负跳变return LCD_Statuso _void wcmd(unsigned char cmd> 写命令函数，RS=0; RW=0 / & 0x80取出最高位D7,见命令9<读忙标志BF及光标地址AC命令格式

21、)while(Busy_Check(> & 0x80> = 0x80>。/ 写命令前，先检查设备是否忙？RS=0；RW=0；/ 指令寄存器写入E=1;P0=cmd;/ E设置为高电平/命令由P1 口送入LCDdelay(2；E=0; / E由高电平到低电平跳变，液晶模块执行命令void wdat(unsigned char dat /写/ 数据函数 ,RS=1; RW=0while(Busy_Check( & 0x80 = 0x80。 / 写数据前，先检查设备是否忙？RS=1; RW=0;E=1;P0=dat;/ E由高电平到低电平跳变，液晶模块执行命令/数据

22、由P1 口送入LCDdelay( 2> / 延时大约 2msE=0;void LCD_init( / 初始化函数，主要写命令 wcmd(0x38>。38H=0011 1000,使用 8位，用 5X7的字型，2行 delay(20>。改为 0x3C=0011 1100,就用 5 X0字型wcmd(0x01>。 /01H=0000 0001，清屏【命令 1】delay(20。/已经用检测是否忙，可以不用延时wcmd(0x06。 /06H=0000 0110，字符不动，光标自动右移一格【命令 3】delay(20。wcmd(0x0e。 /0eH=0000 1110，开显示，有

23、光标，字符不闪烁【命令 4】delay(20>。/因为LCD是一慢速显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认LCD/ 的忙标志为 0，即非忙状态，否则该命令将失效。void main( /主函数 unsigned char x=245。LCDnit(。/0x80，见命令8v显示缓冲区DDRAM地址设置命令格式)wcmd(0x8000;/写入显示缓冲区起始地址为第 1行第1列wdat(G'> wdat(O'> wdat(O'> wdat(D'>/第1行第 1 列显示字母 “G” /第1行第 2列显示字母 “O” /第1行第 3列显示

24、字母 “O” /第1 行第 4列显示字母 “D”/【80H45H=C5H】wcmd(0x800x45 ; /写入显示缓冲区起始地址为第 2行第6列wdat (B'> ; wdat (Y '> wdat (E'>/第2行第6列显示字母 “B”/第2行第7列显示字母 “Y”/第2行第8列显示字母 “E”wdat(x/100+0x30。加0x30,把数字变为字符型，最高位wdat(x/10>%10+0x30>。wdat(x%10+0x30>。/最低位/*wdat(numx/100> 。/最高位，也可以用字符数组来变换wdat(num(

25、x/10>%10>。wdat(numx%10>。最低位 */while(1> ；【写入时，需要送相应的字符。如果需要显示数字，贝嚅要转换成字符】【例2】向LCD1602写任意的字符串【已通过CAP8-EX2】LCD 160 21234567890abcdef9hiJkl9997654321_U_A10K4爭2s2223yj £ lli 0XTAL2po.immPO.2jM)2PO.3/AD3PO.4ZAMPO.5ZAD5PO.6ZADRSIPO.7ZAD7psen-P2.DM3P2.1IW9P22A1DP2.3A11ALEP24U12EAP2J5A13P2.6

26、IIA1-4P1.0P2.7M15P3J/RKDPI .1P3.inrKDPI 2P3 2/NT0PI 3P3 3/WT1Pl 4P3.4iT0PI .5P3.5FT1Pi£P3 6AM?Pi .7P37WU1ATB9C51393B37n343332曲305T-In"sszi10KRP1#inelude <reg51.h> 【已通过 CAP8-EX2 】#include <string.h>/ strlen函数的原型在 string.h中void Init_LCD(>。void ShowStri ng(un sig ned char,u nsi

27、g ned char>void Wcmd( un sig ned char>。void Wdat( un sig ned char>。void Delay (un sig ned in t>。un sig ned char Busy_Check(>unsigned char Prompt="1234567890abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"。 sbit RS = P2A0O sbit RW =卩2八1。sbit EN =卩2八2。void Delay(unsigned int count/ 延时函数 un sig ned

28、 char。 while(cou nt->for(i=0。i<120。i+>。void Init_LCD(> / 初始化 LCDWcmd(0x38>。/ 0011 1000, 8位，2行显示，用 5X7点阵字符Delay(1 > 。Wcmd(0x01>。/0000 0001，清屏Delay(1 > 。Wcmd(0x06>。/ 0000 0110，字符不动，光标自动右移一格。命令 3Delay(1 > 。Wcmd(0x0e>。/ 0000 1110，开显示，有光标，字符不闪烁Delay(1 > 。/0x0c=0000 110

29、0，开显示，无光标，字符不闪烁void ShowString(unsigned char x,unsigned char y> unsigned char i = 0。if(y = 1>Wcmd(0x80 | x>。命令8要求最高位为“ 1,”第一行的第x位置开始写 if(strlen(Prompt>>16>for(i=0。 i<16。 i+>/一行显示16个字符Wdat(Prompti>。elsefor(i=0。 i<strlen(Prompt>。 i+>/一行显示 16个字符Wdat(Prompti>。if(y

30、= 2>Wcmd(0xc0 | x>。0x80+0x40=0xc0，从第二行的第x位置开始写 if(strlen(Prompt>>31> for(i=16。 i<32。 i+>/一行显示16个字符Wdat(Prompti>。elsefor(i=16。 i<strlen(Prompt>。 i+> Wdat(Prompti>。void Wcmd(unsigned char cmd> /写命令函数 while(Busy_Check(>&0x80>=0x80> 。RS = 0。RW = 0。/写命令

31、,RS=0; RW=0EN = 1 。P0 = cmd。Delay(1>。EN = 0。/ EN由高电平到低电平跳变，液晶模块执行命令void Wdat(unsigned char dat> /写数据函数while(Busy_Check(>&0x80>=0x80> 。RS = 1。RW = 0。 /写数据 ,RS=1；RW=0EN = 1。P0 = dat。Delay(1> 。EN = 0。/ EN由高电平到低电平跳变，液晶模块执行命令unsigned char Busy_Check(>/检查是否忙unsigned char LCD_Statu

32、s。RS = 0。RW = 1。 /读忙状态 ,RS=0； RW=1EN = 1。LCD_Status = P0。Delay(1> 。EN = 0。/ EN由高电平到低电平跳变，液晶模块执行命令return LCD_Status。void main(>/ 主函数Init_LCD(> 。ShowString(0,1>。(x,y>,x开始写的列(从015>, y=1,显示在第1行 if(strlen(Prompt>>16>ShowString(0,2>。(x,y>,x开始写的列，y=2在第2行while(1>。【例题扩展1】用

33、LCD1602来显示ADC0809的转换结果LCD1LW6L#include <reg51.h>【已经通过 CAP8-LCD-0809 】 #include <string.h>sbit RS=P2A0osbit RW=P2A1。sbit E=P2A2osbit ADDC=P1A6。sbit ADDB=P1A5。sbit ADDA=P1A4。un sig ned char LCD_Statusun sig ned char num="0123456789"。un sig ned char mes="The Value is:Osbit OE

34、 = P1A0 0sbit EOC = P1A1 osbit START = PM2。sbit CLK = P1A3ovoid delay (un sig ned int countun sig ned char iwhile(cou nt-> for(i=0 o i<120。i+>。un sig ned char Busy_Check(> 检查忙函数 RS=0oRW=1oE=1odelay(2>。E=0。 return LCD_Status。void wcmd(unsigned char cmd> while(Busy_Check(> & 0x80>