单片机原理及应用项目化教程课件项目六 LCD1602显示原理及实现

项目六

LCD1602显示

原理及实现项目描述

数码管显示的内容十分有限，只能显示“0~9”的数字及几个简单的字母，当要显示文字、图形或输出信息量比较大时用数码管无法满足要求，必须采用液晶显示器来实现。本项目利用LCD1602显示“Hello！”、“Goodmorning！”等字样，并显示项目四所设计的实时时钟。

液晶显示器的基本知识6.1.11602字符型液晶显示模块(LCM)的基本组成 LCM1602液晶点阵字符显示器用5×7点阵图形来显示西文字符。单片机通过写控制方式访问并驱动控制器来实现对显示屏的控制。 1602液晶，可以显示2行，每行16个西文字符。它的工作电压是4.5V～5.5V，在设计电路的时候，直接按照5V系统设计，但是保证5V系统最低不能低于4.5V。在5V工作电压下测量它的工作电流是2mA，注意，这个2mA仅仅是指液晶，而它的黄绿背光都是用LED做的，所以功耗不会太小的，一二十毫安还是有的。

液晶显示器的基本知识6.1.2LCM1602字符型液晶显示器引脚及功能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

液晶显示器的基本知识

液晶的电源1脚2脚以及背光电源15脚16脚，接+5V和地。 3脚叫做液晶显示偏压信号，3脚就是用来调整显示的黑点和不显示的之间的对比度，调整好了对比度，就可以让显示更加清晰一些。 4脚是数据命令选择端。对于液晶，有时候我们要发送一些命令，让它实现我们想要的一些状态，有时候我们要发给它一些数据，让它显示出来，液晶就通过这个引脚来判断接收到的是命令还是数据，这个引脚我们接到了ADDR0上，通过跳线帽和P1.0连接在一起。大家注意学会读手册，看到这个引脚描述里：数据/命令选择端，而后跟了括号(H/L)，他的意思就是当这个引脚是H(High)高电平的时候，是数据，当这个引脚是L(Low)低电平的时候，是命令。

液晶显示器的基本知识 5脚和4脚用法类似，功能是读写选择端。液晶本身内部有RAM，实际上我们送给液晶的命令或者数据，液晶需要先保存在缓存里，然后再写到内部的寄存器或者RAM中，这个就需要一定的时间。所以我们进行读写操作之前，首先要读一下液晶当前状态，是不是在“忙”，如果不忙，我们可以读写数据，如果在“忙”，我们就需要等待液晶忙完了，再进行操作。 6脚是使能信号，液晶的读写命令和数据，都要靠它才能正常读写。 7到14引脚就是8个数据引脚了，我们就是通过这8个引脚读写数据和命令的。我们统一接到了P0口上。

液晶显示器的基本知识

液晶显示器的基本知识6.1.3LCD指令码工作说明

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指令码控制表下表所示。

液晶显示器的基本知识序号指令操作RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB01清除显示屏000000000×2光标回到原点000000001×3进入模式设定00000001I/DS4显示ON/OFF0000001DCB5显示/光标移位000001S/CR/L××6功能设定00001DLNF××7设定字符发生器(CGRAM)地址

0001A5A4A3A2A1A08设置(DDRAM)显示地址001A6A5A4A3A2A1A09忙碌标志位BF01BFD6D5D4D3D2D1D010写入数据寄存器(显示数据)10D7D6D5D4D3D2D1D011读取数据寄存器11D7D6D5D4D3D2D1D0

液晶显示器的基本知识1602内部RAM结构图

第一行的地址是0x00H到0x27，第二行的地址从0x40到0x67，其中第一行0x00到0x0F是与液晶上第一行16个字符显示位置相对应的，第二行0x40到0x4F是与第二行16个字符显示位置相对应的。而每行都多出来一部分，是为了显示移动字幕设置的。1602字符液晶是显示字符的，因此它跟ASCII字符表是对应的。

液晶显示器的基本知识

与单片机寄存器的用法类似，1602液晶在使用的时候，我们首先要进行初始的功能配置，1602液晶有以下几个指令需要了解。①显示模式设置。

写指令0x38，设置16Х2显示，5Х7点阵，8位数据接口。这条指令对我们这个液晶来说是固定的，必须写0x38，大家仔细看会发现我们的液晶实际上内部点阵是5Х8的，还有一些1602液晶还兼容串行通信，用2个IO口即可，但是速度慢，我们这个液晶就是固定的0x38模式。

液晶显示器的基本知识②显示开/关以及光标设置指令。

这里有2条指令，第一条指令，一个字节中8位，其中高5位是固定的0b00001，低3位我们分别用DCB从高到低表示，D=1表示开显示，D=0表示关显示；C=1表示显示光标，C=0表示不显示光标；B=1表示光标闪烁，B=0表示光标不闪烁。

第二条指令，高6位是固定的0b000001，低2位我们分别用NS从高到低表示，其中N=1表示读或者写一个字符后，指针自动加1，光标自动加1，N=0表示读或者写一个字符后指针自动减1，光标自动减1；S=1表示写一个字符后，整屏显示左移(N=1)或右移(N=0)，以达到光标不移动而屏幕移动的效果，如同我们的计算器输入一样的效果，而S=0表示写一个字符后，整屏显示不移动。

液晶显示器的基本知识③清屏指令。

固定的，写入0x01表示显示清屏，其中包含了数据指针清零，所有的显示清零。写入0x02则仅仅是数据指针清零，显示不清零。④RAM地址设置指令

该指令码的最高位为1，低7位为RAM的地址，RAM地址与液晶上字符的关系如图6.3所示。通常，我们在读写数据之前都要先设置好地址，然后再进行数据的读写操作。

液晶显示器的基本知识6.1.4LCD控制器接口时序说明

液晶有一个状态字字节，我们通过读取这个状态字的内容，就可以知道1602液晶的一些内部情况。

这个状态字节有8个位，最高位表示了当前液晶是不是“忙”，如果这个位是1表示液晶正“忙”，禁止我们读写数据或者命令，如果是0，则可以进行读写。而低7位就表示了当前数据地址指针的位置。

液晶显示器的基本知识 1602的基本操作时序，一共有4个，我们这里要做1602液晶的程序，因此先把用到的总线接口做一个统一声明：#defineLCD1602_DBP0sbitLCD1602_RS=P1^0;sbitLCD1602_RW=P1^1;sbitLCD1602_E=P1^5;①读状态：RS=L，R/W=H，E=H。这是个很简单的逻辑，就是说，我们直接写LCD1602_DB=0xFF;LCD1602_RS=0;LCD1602_RW=1;LCD1602_E=1;sta=LCD1602_DB;

液晶显示器的基本知识②读数据：RS=H，R/W=L，E=H。这个逻辑也很简单，但是读数据不常用，大家了解一下就可以了，这里就不详细解释了。③写指令：RS=L，R/W=L，D0~D7=指令码，E=高脉冲。④写数据：RS=H，R/W=L，D0~D7=数据，E=高脉冲。

液晶显示器的基本知识6.1.5LCD初始化设置(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：

③写数据：

源程序编写

用单片机的定时器功能设计电子时钟在第四章已经做了详细介绍，此项目将数码管显示换为LCD显示，要注意的是LCD1602自带了ASCII字符库，如果要显示数字，需先将数字转换为ASCII字符(ASCII字符表见附录A)，源程序如下：#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineLCD1602_DBP0sbitLCD1602_RS=P1^0;sbitLCD1602_RW=P1^1;sbitLCD1602_E=P1^5;voidInitLcd1602();voidLcdShowStr(ucharx,uchary,uchar*str);voidLcdShowDat(ucharx,uchary,uchardat);ucharcnt=0;//定义一个计数变量，记录T0溢出次数ucharsec=0,min=0,hour=0;

源程序编写voidmain(){ uchartemp; ucharstr[]="Goodmorning!"; TMOD=0x01;//设置T0为模式1 TH0=0x4C; TL0=0x00; //50ms定时 IE=0x82; //允许T0中断 TR0=1;//启动T0 InitLcd1602(); LcdShowStr(2,0,str); while(1) { temp=hour/10; temp+=0x30; //将待显示的数字转换成ASCII码，再送1602的显示RAM LcdShowDat(4,1,temp); temp=hour%10;

源程序编写 temp+=0x30; LcdShowDat(5,1,temp); temp=0x3A; //0x3A是":"的ASCII码 LcdShowDat(6,1,temp); temp=min/10; temp+=0x30; LcdShowDat(7,1,temp); temp=min%10; temp+=0x30; LcdShowDat(8,1,temp); temp=0x3A; LcdShowDat(9,1,temp); temp=sec/10; temp+=0x30; LcdShowDat(10,1,temp); temp=sec%10; temp+=0x30; LcdShowDat(11,1,temp); }}

源程序编写/*等待液晶准备好*/voidLcdWaitReady(){ ucharsta; LCD1602_DB=0xFF; LCD1602_RS=0; LCD1602_RW=1; do { LCD1602_E=1; sta=LCD1602_DB;//读取状态字 LCD1602_E=0; }while(sta&0x80);//bit7=1表示液晶正忙，重复检测直到其等于0为止}

源程序编写/*向LCD1602液晶写入一字节命令，cmd为待写入命令值*/voidLcdWriteCmd(ucharcmd){ LcdWaitReady(); LCD1602_RS=0; LCD1602_RW=0; LCD1602_DB=cmd; LCD1602_E=1; LCD1602_E=0;}

源程序编写/*向LCD1602液晶写入一字节数据，cmd为待写入数据值*/voidLcdWriteDat(uchardat){ LcdWaitReady(); LCD1602_RS=1; LCD1602_RW=0; LCD1602_DB=dat; LCD1602_E=1; LCD1602_E=0;}

源程序编写/*设置显示RAM起始地址，(x,y)-对应屏幕上的字符坐标*/voidLcdSetCursor(ucharx,uchary){ ucharaddr; if(y==0) //由输入的屏幕坐标计算显示RAM的地址 addr=0x00+x; //第一行字符地址从0x00起始 else addr=0x40+x; //第二行字符地址从0x40起始 LcdWriteCmd(addr|0x80);//设置RAM地址}/*在液晶上显示字符串，(x,y)-对应屏幕上的起始坐标，*/voidLcdShowStr(ucharx,uchary,uchar*str){ LcdSetCursor(x,y); //设置起始地址 while(*st