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          全方位解析LCD1602特性及单片机显示应用

          全方位解析LCD1602特性及单片机显示应用

          1602液晶也叫1602字符型液晶 ,它是一种专门用来显示字母 、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符,每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有间隔,起到了字符间距和行间距的作用,正因为如此所以它不能很好地显示图形(用自定义CGRAM ,显示效果也不好)。

           

          LCD1602

          LCD1602是指显示的内容为16X2,即可以显示两行,每行16个字符液晶模块(显示字符和数字)。

           

          市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的,控制原理是完全相同的 ,因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶 。

          LCD1602—特性

          +5V电压,对比度可调

          内含复位电路

          提供各种控制命令,如:清屏 、字符闪烁、光标闪烁 、显示移位等多种功能

          有80字节显示数据存储器DDRAM

          内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM

          8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM

          1602LCD采用标准的14脚(无背光)或16脚(带背光)接口

          LCD1602—引脚功能介绍

           

          第1脚:VSS为电源地

          第2脚:VDD接5V电源正极

          第3脚:V0为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高(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1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。

          第5脚:RW为读写信号线 ,高电平(1)时进行读操作,低电平(0)时进行写操作。

          第6脚:E(或EN)端为使能(enable)端。

          第7~14脚 :D0~D7为8位双向数据端 。

          第15~16脚 :空脚或背灯电源。15脚背光正极,16脚背光负极。

           

          LCD1602—指令说明及时序

          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 S/C:高电平时移动显示的文字 ,低电平时移动光标。

          指令6:功能设置命令 DL:高电平时为4位总线,低电平时为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5×7的点阵字符,高电平时显示5×10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:为忙标志位,高电平表示忙,此时模块不能接收命令或者数据,如果为低电平表示不忙 。

          指令10 :写数据。

          指令11:读数据 。

           

          控制命令表

           

          LCD的管脚控制

          LCD1602——寄存器

          1602绝大多数是基于HD44780液晶芯片的,HD44780内置了DDRAM 、CGROM和CGRAM,这三个都是存储器。

          CGROM(中文字库) 、HCGROM(ASCII码字库)及CGRAM(自定义字形)、显示数据RAM(DDRAM) 、字符显示RAM缓冲区(DDRAM)

          但一行有40个地址,我们只用到前16个地址,第二行也是用前16个地址 ,对应地址如下

           

          DDRAM(显示数据存储RAM)

           

          若想要在屏幕的第一行第一列显示“A”字符 ,就要在DDRAM的00H地址写入“A”的代码就行了 。

          我们向DDRAM里的00H地址送数据时,如数字1的代码 ,但是并不能显示1出来。这是我们最容易出错的地方,若想向00H处显示数据,则必须将00H加上80H,即0X80H+0X00H,若在01H处则为0X80H+0X01H,依次类推~

          LCD1602—CGROM

           

          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。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

          从上表可以看出最左边一列是供用户自定义字符的,共有16个,实际只有8个字节可以用,字符码为00000000—00000111这8个地址

          LCD1602—显示应用(单片机学习)

          LCD1602是51单片机中很重要的模块之一,为了方便新手学习1602,笔者把自己学习1602的一些心得体会拿出来和菜鸟分享,因笔者水平有限,错误在所难免 ,望大家指正 。本文程序基于慧净HJ-1G51开发板。很多程序为本人自己编写,可以直接拿去用。

          一、关于LCD1602:

          在编写LCD1602程序前,我们必须了解其手册上一些非常重要的信息 ,如果这些信息不能理解透彻,编程可能会遇到或多或少的问题,在此先大致归纳几点。

          1.管脚:

          1602共16个管脚,但是编程用到的主要管脚不过三个,分别为:RS(数据命令选择端),R/W(读写选择端),E(使能信号);以后编程便主要围绕这三个管脚展开进行初始化,写命令,写数据。

          以下具体阐述这三个管脚:

          RS为寄存器选择,高电平选择数据寄存器,低电平选择指令寄存器。

          R/W为读写选择,高电平进行读操作,低电平进行写操作。

          E端为使能端,后面和时序联系在一起 。

          除此外,D0~D7分别为8位双向数据线。

          2.操作时序:

          RS

          R/W

          操作说明

          0

          0

          写入指令码D0~D7

          0

          1

          读取输出的D0~D7状态字

          1

          0

          写入数据D0~D7

          1

          1

          从D0~D7读取数据

          注:关于E=H脉冲——开始时初始化E为0,然后置E为1,再清0.

          读取状态字时 ,注意D7位,D7=1,禁止读写操作;D7=0 ,允许读写操作;

          所以对控制器每次进行读写操作前,必须进行读写检测。(即后面的读忙子程序)

          3.指令集 :

          LCD_1602 初始化指令小结:

          0×38

          设置16*2显示,5*7点阵 ,8位数据接口

          0×01

          清屏

          0x0F

          开显示,显示光标 ,光标闪烁

          0×08

          只开显示

          0x0e

          开显示,显示光标,光标不闪烁

          0x0c

          开显示 ,不显示光标

          0×06

          地址加1,当写入数据的时候光标右移

          0×02

          地址计数器AC=0;(此时地址为0×80)

          光标归原点,但是DDRAM中断内容不变

          0×18

          光标和显示一起向左移动

          4.显示地址:

          LCD1602内部RAM显示缓冲区地址的映射图 ,00~0F 、40~4F分别对应LCD1602的上下两行的每一个字符,只要往对应的RAM地址写入要显示字符的ASCII代码,就可以显示出来。

          5.读写时序:

          时序图1602手册中有 ,这里不引用了。时序图很重要,编程就是根据时序图设置寄存器 ,让LCD工作 。

          二、LCD1602程序编写流程 :

          LCD1602在了解完以上信息后便可以编写,这里我们把程序分为以下几步:

          1.定义LCD1602管脚,包括RS,R/W ,E  。这里定义是指这些管脚分别接在单片机哪些I/O口上。

          现举例如下 :

          sbit EN=P3^4;

          sbit RS=P3^5;

          sbit RW=P3^6;

          2.显示初始化,在这一步进行初始化及设置显示模式等操作,包括以下步骤:

          设置显示方式

          延时

          清理显示缓存

          设置显示模式

          通常推荐的初始化过程如下:

          延时15ms

          写指令38H

          延时5ms

          写指令38H

          延时5ms

          写指令38H

          延时5ms

          注 :以上写38H指令可以看情况省略1~2步

          (以上都不检测忙信号)

          (以下都要检测忙信号)

          写指令38H

          写指令08H 关闭显示

          写指令01H 显示清屏

          写指令06H 光标移动设置

          写指令0cH 显示开及光标设置

          3.设置显示地址(写显示字符的位置)。

          4.写显示字符的数据。

          三 、LCD1602各子程序模块及主程序编写 :

          现在按照上面编写程序的流程,给出各子程序模块及主程序的例子。

          1.头文件,宏定义,定义管脚等:

          #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”

          };

          //此条语句为显示字符串时定义的字符串数组

          2.LCD1602基本初始化子程序 :

          void LCD1602()

          {

          EN=0;

          RS=1;

          RW=1;

          P0=0xff;

          //这里P0为与LCD D0~D7相连的I/O口

          }

          3.读忙子程序:

          void read_busy()

          {

          P0=0xff;

          RS=0;

          RW=1;

          EN=1;

          while(P00x80);

          //P0和10000000相与 ,D7位若不为0,停在此处

          EN=0;

          //若为0跳出进入下一步;这条语句的作用就是检测

          }

          //D7位 ,若忙在此等待,不忙跳出读忙子程序执行读写指令

          4.写指令写数据子程序:

          void write(uchar i,bit j)

          {

          read_busy();

          P0=i;

          //其中i=0 ,写指令;i=1 ,写数据;

          RS=j;

          RW=0;

          EN=1;

          EN=0;

          }

          5.延时子程序:

          void delay(uint c)

          //功能为提供初始化等其他子程序中的延时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来,中间省略了一步写指令38H

          {

          delay(15);

          write(0×38 ,0);

          delay(5);

          write(0×38,0);

          write(0×08,0);

          write(0×01 ,0);

          write(0×06,0);

          write(0x0c,0);

          }

          7.显示单个字符子程序 :

          void display_lcd_byte(uchar y ,uchar x,uchar z)

          //Y=0,1(起始行),

          {

          // X=0~15(起始列) ,Z=想写入字符的ASCII码

          if(y)

          //是否显示在第二行(若在第一行Y=0 ,不进入IF语句,若在第

          {

          //二行 ,进入IF语句

          x+=0×40;

          //第二行起始地址加上列数为字符显示地址

          }

          x+=0×80;

          //设置数据指针位置

          write(x,0);

          write(z,1);

          //写入数据

          }

          8.显示字符串子程序 :

          void display_lcd_text(uchar y,uchar x,uchar table〔〕)

          {

          //Y(起始行) ,X(起始列)同字符显示,table〔〕字符串数组

          uchar z=0;

          uchar t;

          t=strlen(table)+x;

          //

          求得字符串长度加上起始列位置

          while(x《t)

          //功能为LCD显示到字符串最后一个字符,防止字符串

          {

          //没有16个字符 ,从而不够位产生乱码;

          display_lcd_byte(y ,x,table〔z〕);

          //逐位显示数组内字符

          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编写的显示子程序,根据你所要的不用功能可以编写各种类型的显示子程序,这里不做详细介绍 ,以下举例为显示一个字符和显示字符串的显示子程序 。

          void main()

          {

          LCD1602();

          init();

          display_lcd_byte(0 ,0 ,‘A’);

          //

          显示一个字符

          display_lcd_text(1,3,table);

          //

          显示字符串

          while(1);

          }

          到此 ,让LCD1602显示的操作流程和编程思想基本可以告一段落了 ,但是1602的功能实现远不止这些。利用1602你可以做出动态效果的显示,并且除了显示一般字符外,1602还支持自定义字符等等其他一些功能,下面在最后简单介绍下显示动态效果和自定义字符 。

          一、显示动态效果:

          显示动态效果包括让一个字符或字符串原位置闪烁 ,或者前后移动等等。其实动态效果原理很简单,就是简单的利用延时 。

          例如让字符原位置闪烁 ,可以认为是先让1602显示字符,延时一段时间后 ,可以显示空格或者直接清屏操作都可以达到让字符消失不见的效果,再延时一段时间后再让1602显示这个字符。

          同理,让字符前后移动也是这样,例如让字符在第一个位置显示,延时一段时间后让其在后面第二个位置显示,只要显示地址加1,然后显示即可 。字符串也是同样的道理。

          在这里补充一点就是如何让字符串从1602第16个地址外进入 ,动态向前移动。其实可以通过显示地址表我们知道起始位置开始后1602一行只能显示16个字符,但是一行的地址却远远不止16个。大家可以看到第一行显示地址是从00~27,然而能显示在1602可见范围的只有00~0F,后面的位置其实就是起到一个缓冲的作用,你完全可以让字符数据存在在10地址后的RAM中,只不过 ,我们无法看到就是了,如果存在10前的地址我们就能看到显示 。

          因此,我们可以先把显示起始地址设在10地址后的某一个位置 ,然后让字符显示地址每次加1,当加到0F时 ,我们就可以看到字符串第一个字符出现在1602的最末一位 ,然后继续向前移动。

          下面给出一段字符串移动显示的例子 :

          void display_lcd_byte(uchar y,uchar x ,uchar z)

          {

          if(y)

          {

          x+=0×40;

          }

          x+=0×80;

          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,‘ ’);

          }

          //前两个子程序是显示子程序

          void main()

          {

          uchar i;

          LCD1602();

          init();

          for(i=16;i》=0;i–)

          //这里的循环就是为了字符串从后往前显示

          {

          display_lcd_text(0 ,i ,table0);

          //i减一次,首个字符就往前去一位

          delay(200);

          }

          while(1);

          }

          二 、显示自定义字符:

          要想显示自定义字符,首先就得取得想要的图形或者字符的字模数组,可以通过手动提取的方法,取得相应的字模。

          如图所示 ,对应一个字符显示区域。每8个字节,组成一个点阵数组 。

          要想让某一格子显示就让那一位为1,每行自定义5位,全白为0×00;全黑为0x1f 。一共8行,每行一位数据。

          将生成的点阵数组保存到CGRAM存储器中,生成自定义字符。1602内部CGRAM用于自定义的字符点阵的存储,总共64字节。由上一步点阵提取可知 ,每一个字符由8个字节数据组成 。所以64字节CGRAM存储器 ,能够存储8组自定义字符的点阵数组 。按照CGRAM地址划分为 0~7为第一组,8~15为第二组,依次类推56~63为第8组数据。

          CHARACTER CODE是数据的显示地址,0-7的范围 ,能存储8位自定义的字符。(能存八个自定义,每个字符存放的)

          CGRAM ADDRESS是存储数据的地址 ,从0-63共64个字节 。存储64个数据。我们写入的数据是0×40~0x7F ,共128位。(把字符数组内的8个数送进这8个地址 ,每存完一个字符的8位,下次地址直接转到0×48)

          CGRAM DATA 字模每一行5位数据存

          内部常用字符显示时,显示编码是从0×20开始的 。0×00~0x0F是专门留给自定义字符显示的。0×00~0×07和0×08~0x0F内容是一样的。例如 :调用0×01 位置和0×09位置,显示的内容是一样的。

          LCD1602自定义显示字符的方式共四步 ,如下面所示:

          1.设置向CGRAM中存入这个数据。初始地址是0×40 。然后存一位向后加8,

          总共能存8位自定义的字符。

          2.然后可以把自定义的数据送入到LCD的CGRAM中。

          3.向LCD写指令,送入需要显示数据的地址。

          4.向LCD写指令 ,把显示的数据指向LCD的CGRAM存储的位置 ,显示出自定义字符。

          举例如下:

          1.建立一个字符数组;

          uchar LCD_Data1〔〕={0×01,0×03,0x1D,0×11,0x1D ,0×03 ,0×01 ,0×00};

          2.设置CGRAM地址 ,写指令;

          Write_LCD(0×40 ,0);

          3.把数据送入CGRAM地址内;

          for(i = 0; i 《 8 ; i ++ )

          {

          Write_LCD(LCD_Data1,1);

          }

          4.写需要显示的位置指令;

          Write_LCD(0×80,0);

          5.把CGRAM的0位的数据送向LCD1602,显示数据存储的数据;

          Write_LCD(0×00,1);

          
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