项目九-液晶显示器显示电路设计

项目九

液晶显示器显示电路设计★知识目标

1.熟练使用单片机的定时器。

2.熟练运用字符串、数组、指针。

3.学习LCD显示模块的使用方法。★能力目标：1.掌握LCM1602液晶模块显示西文的原理及使用方法。2.掌握用8位数据模式及8位数据模式驱动LCM1602液晶的C语言编程方法3.掌握用LCM1602液晶模块显示动态数字的C语言编程方法。

任务1LCM1602液晶显示数字钟的设计

2.1

单片机与LCM1602接口以8位数据显示模式电路设计，如图所示用51单片机驱动LCM1602液晶显示器，使液晶屏在第一行中间以格式“03:34:56”显示时间，在第二行中间显示“A091"。2分析任务1提出任务图1LCD显示电路原理图软件程序设计要严格按照LCM1602液晶显示器的读操作时序和写操作时序来编写。单片机所用的晶体振荡器频率不同，在编写延时程序时延时参数要作适当的修改，使之符合LCM1602的时序要求。编写程序时尽量按照模块化的编程思想进行编程。其主程序流程如图2所示。2.软件程序设计图2

8位数据显示模式时钟显示主程序流程图开始单片机I/O端口初始化液晶LCD初始化显示“00:00:00"“A091结束循环刷新显示时间

知识链接

LCM1602液晶点阵字符显示器用5×7点阵图形来显示西文字符，可显示2行×16个西文字符。单片机通过写控制方式访问驱动控制器来实现对显示屏的控制。LCM的主要由三部分组成：LCD控制器、LCD驱动器、LCD显示装置。如图3所示。液晶显示器的基本知识一、1602字符型液晶显示模块(LCM)的基本组成LCD控制器LCD驱动器LCD显示装置VssVDDVLRSR/WEDB0～DB7图3LCM的组成LED+LED-

知识链接字符型液晶显示器的引脚排列如下图所示。1602字符型液晶显示器的引脚功能说明表1所示。二、LCM1602字符型液晶显示器引脚及功能LCM16021234567891011121314图416×2液晶显示器引脚排列1516

知识链接表116×2LCM管脚说明管脚编号名称方向功能操作1VSS电源电源接地0V2VDD电源电源正极＋5V3VL电源LCD亮度调整电压输入电压越低，屏幕越亮4RS输入寄存器选择信号1＝选择数据寄存器0＝选择指令寄存器5R/W输入Read/Write1＝Read/读取0＝Write/写入6E输入LCD/响应信号1＝响应LCD0＝禁用LCD7～10DB0～DB3输入/输出低四位总线可用4bit输入数据、命令及地址11～14DB4～DB7输入/输出高四位总线配合DB0～DB3的8位输入数据、命令及地址15LED＋输入背光源正极＋5V16LED－输入背光源负极0V

知识链接用单片机来控制LCD模块，方法十分方便。LCD模块其内部可以看成两组寄存器，一个为指令寄存器IR，另一个为数据寄存器DR，由RS引脚来控制。所有对指令寄存器或数据寄存器的存取均需检查LCD内部的忙碌标志BF的状态，此标志用来告知LCD内部正在工作，并不允许接收任何控制命令。而此位的检查可以令RS=0，用读取DB7来加以判断。当DB7为0时，才可以写入指令寄存器或数据寄存器。LCD控制器共有11种指令，LCD指令码控制表如表2所示。下面分别介绍。三、LCD指令码工作说明

知识链接序号指令操作RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0执行1清除显示屏000000000×1.64us2光标回到原点000000001×1.64us3进入模式设定00000001I/DS40us4显示ON/OFF0000001DCB40us5显示/光标移位000001S/CR/L××40us6功能设定00001DLNF××40us7设定字符发生器(CGRAM)地址

0001A5A4A3A2A1A040us8设置(DDRAM)显示地址001A6A5A4A3A2A1A040us9忙碌标志位BF01BFD6D5D4D3D2D1D040us10写入数据寄存器(显示数据)10D7D6D5D4D3D2D1D040us11读取数据寄存器11D7D6D5D4D3D2D1D040us12.2

LCD指令控制码表

知识链接1.清除显示屏(ClearDisplay)RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DBDB000000000×

指令代码为01H，将DDRAM数据全部填入“空白”的ASCII代码20H，执行指令将清除显示屏的内容，同时光标移到左上角。2.光标回原点(左上角)RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000000001×指令代码为02H，地址计数器AC被清0，但DDRAM内容保持不变，光标回原点(左上角)，“×”表示该位可以为0或1。

知识链接3.设定进入模式RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB000000001I/DSI/D(INC/DEC)：I/D=1，表示当读或写完一个数据操作后，地址指针AC加1，且光标加1(光标右移一格)I/D=0，表示当读或写完一个数据操作后，地址指针AC减1，且光标减1(光标左移一格)S(Shift)：S=1表示当写一个数据操作时，整屏显示左移(I/D=1)或右移(I/D=0)，以得到光标不移动而屏幕移的效果。S=0表示当写一个数据操作时，整屏显示不移动

知识链接4.显示屏开关(DisplayON/OFF)R-SR/-WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000001DCBD(Display)：显示屏开启或关闭控制位。当D=1时，显示屏开启；当D=0时，显示屏关闭，但DDRAM内的显示数据仍保留。C(Cursor)：光标显示/关闭控制位。C=1时，表示在显示屏上显示光标，C=0时，表示光标不显示。B(Blink)：光标闪烁控制位。B=1时，表示光标出现后会闪烁；B=0时，表示光标不闪烁。

知识链接5.显示/光标移位(Display/Cursorshift)RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000001S/CR/L×דה表示该位可以为0或1。S/C(Display/Cursor)：S/C=1表示显示屏上的画面平移一个字符位，S/C=0表示光标平移一个字符位。R/L(Right/Left)：R/L=1表示右移，R/L=0表示左移。

知识链接6.功能设定(FunctionSet)RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB000001DLNF×דה表示该位可以为0或1。DL(Data

Legth)：数据长度选择位。DL=1时，为8位(DB7～DB0)数据接口；DL=0为4位数据接口，使用DB7～DB4位，分2次送入一个完整的字符数据。N(NumberofDisplay)：显示屏为单行或双行选择。N=1为双行显示；N=0为单行显示。F(Font)：字符显示选择。F=1时，为5×10点阵字符；F=0时，为5×7点阵字符

知识链接7.字符产生器RAM(CGRAM)地址设定RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00001A5A4A3A2A1A0设定下一个要读/写数据的CGRAM地址，地址由(A5～A0)给出，可设定00～3FH共64个地址。8.显示数据RAM(DDRAM)地址设定RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0001A6A5A4A3A2A1A0设定下一个要读/写数据的DDRAM地址，地址由(A6～A0)给出，可设定00～7FH共128个地址。N＝0一行显示A6～A0＝00～

4FH，N＝1两行显示，首行A6～A0＝00H～2FH次行A6～A0＝40H～67H显示数据RAM（DDRAM）地址与显示位置对应表

知识链接9.忙碌标志/地址计数器读取(BusyFlag/AddressCounter)RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB001BFA6A5A4A3A2A1A0LCD的忙碌标志BF用以指示LCD目前的工作情况；当BF=1时，表示正在做内部数据的处理，不接收单片机送来的指令或数据；当BF=0时，则表示已准备收命令或数据。当程序读取此数据的内容时，DB7表示忙碌标志，而另外DB6～DB0的值表示CGRAM或DDRAM中的地址。至于是指向哪一地址，则根据最后写入的地址设定指令而定。

知识链接10.写入数据寄存器RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB010D7D6D5D4D3D2D1D0先设定CGRAM或DDRAM地址，再将数据写入DB7～DB0中，以使LCD显示出字型，也可使使用者创的图形存入CGRAM中。RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB011D7D6D5D4D3D2D1D0先设定好CGRAM或DDRAM地址，再读取其中的数据。11.读取数据寄存器CGROM与CGRAM中字符代码与字符图形对应表

知识链接四、LCD控制器接口时序说明1.写操作时序（单片机至LCD）写操作时序如图所示。图写操作时序

知识链接读操作时序如图所示。2.读操作时序（LCD至单片机）图读操作时序

知识链接时序参数时序图中的各个延迟时间如表3所示。表3时序图中的各个延迟时间

知识链接信号真值表读/写控制信号真值表如表.4所示。

知识链接1.初始化设置（1）显示器清屏（2）显示器开/关及光标设置（3）显示光标移动设置2.数据控制控制器内部设有一个数据地址指针，用户可通过它们来访问内部全部80字节RAM。（1）数据指针设置数据地址指针：80H＋地址码（00H～27H，40H～67H）（2）读数据：见上表（3）写数据：见上表五、LCD初始化设置

知识链接（1）延时15ms（2）写指令38H（不检测忙信号）（3）延时5ms（4）写指令38H（不检测忙信号）（5）延时5ms（6）写指令38H（不检测忙信号）注：复位过程一般可以只写一次（7）以后每次写指令、读/写数据操作之前均需检测忙信号（8）写指令38H：显示模式设置（9）写指令08H：显示关闭，不显示光标（10）写指令01H：显示清屏（11）写指令06H：显示光标移动设置，写一个字符后，N＝1，地址加1，光标加1，S＝0，整屏显示。（12）写指令0CH：显示开及光标设置，D＝1开显示，C＝1不显示光标，B＝0光标不闪。六、LCD初始化过程（复位过程）源程序延时函数voiddelay(uintz){uint

x,y;

for(x=z;x>0;x- for(y=600;y>0;y--);}写命令函数voidwrite_com(ucharcom){lcdrs=0;

lcdrw=0; P0=com;

lcden=1;delay(1);

lcden=0;}写显示数据函数voidwrite_data(uchardate){read_state();

lcdrs=1;

lcdrw=0; P0=date;

lcden=1;delay(1);

lcden=0;}忙碌标志位查询函数voidread_state(){uchar

tmp;

lcdrs=0;

lcdrw=1;

lcden=1;delay(1);while(1){tmp=P0;

tmp=tmp&0x80;

if(tmp==0)break;}

lcden=0;}

显示屏初始化voidinit(){

lcden=0;delay(80); write_com(0x38););//2行，5X7delay(80); write_com(0x0c);//开启屏，光标，不闪烁write_com(0x06);//地址指针自动加1write_com(0x01);//清屏delay(20);}主函数头文件定义#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvoiddelay(uchar);uchar

table_hms[]={1,2,':',3,4,':',5,6};uchar*p="A091";uchari,j;voidread_state();sbit

lcden=P2^7;sbit

lcdrw=P2^6;sbit

lcdrs=P2^5;主函数voidmain(){init();//显示屏初始化

write_com(0x80+4);//指向第一行第5个字符位置，显示时间初始值

for(j=0;j<8;j++){if((j!=2)&&(j!=5)) write_data(table_hms[j]+0x30); else

write_data(table_hms[j]);}

write_com(0x80+0x40+6);//指向第二行第7个字符位置，显示“A091”

while