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一.接口
LCD1602是很多單片機(jī)愛好者較早接觸的字符型液晶顯示器,它的主控芯片是HD44780或者其它兼容芯片。剛開始接觸它的大多是單片機(jī)的初學(xué)者。由于對(duì)它的不了解,不能隨心所欲地對(duì)它進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí),我對(duì)它的驅(qū)動(dòng)有了一點(diǎn)點(diǎn)心得,今天把它記錄在這里,以備以后查閱。與此相仿的是LCD12864液晶顯示器,它是一種圖形點(diǎn)陣顯示器,能顯示的內(nèi)容比LCD1602要豐富得多,除了普通字符外,還可以顯示點(diǎn)陣圖案,帶有漢字庫(kù)的還可以顯示漢字,它的并行驅(qū)動(dòng)方式與LCD1602相差無幾,所以,在這里花點(diǎn)時(shí)間是值得的。 一般來說,LCD1602有16條引腳,據(jù)說還有14條引腳的,與16腳的相比缺少了背光電源A(15腳)和地線K(16腳)。我手里這塊LCD1602的型號(hào)是HJ1602A,是繪晶科技公司的產(chǎn)品,它有16條引腳。如圖1所示: 
圖1
再來一張它的背面的,如圖2所示: 
圖2
它的16條引腳定義如下: 引腳號(hào) | 符號(hào) | 引腳說明 | 引腳號(hào) | 符號(hào) | 引腳說明 | 1 | VSS | 電源地 | 9 | D2 | 數(shù)據(jù)端口 | 2 | VDD | 電源正極 | 10 | D3 | 數(shù)據(jù)端口 | 3 | VO | 偏壓信號(hào) | 11 | D4 | 數(shù)據(jù)端口 | 4 | RS | 命令/數(shù)據(jù) | 12 | D5 | 數(shù)據(jù)端口 | 5 | RW | 讀/寫 | 13 | D6 | 數(shù)據(jù)端口 | 6 | E | 使能 | 14 | D7 | 數(shù)據(jù)端口 | 7 | D0 | 數(shù)據(jù)端口 | 15 | A | 背光正極 | 8 | D1 | 數(shù)據(jù)端口 | 16 | K | 背光負(fù)極 |
對(duì)這個(gè)表的說明: 1. VSS接電源地。 2. VDD接+5V。 3. VO是液晶顯示的偏壓信號(hào),可接10K的3296精密電位器;蛲瑯幼柚档腞M065/RM063藍(lán)白可調(diào)電阻。見圖3。
圖34. RS是命令/數(shù)據(jù)選擇引腳,接單片機(jī)的一個(gè)I/O,當(dāng)RS為低電平時(shí),選擇命令;當(dāng)RS為高電平時(shí),選擇數(shù)據(jù)。 5. RW是讀/寫選擇引腳,接單片機(jī)的一個(gè)I/O,當(dāng)RW為低電平時(shí),向LCD1602寫入命令或數(shù)據(jù);當(dāng)RW為高電平時(shí),從LCD1602讀取狀態(tài)或數(shù)據(jù)。如果不需要進(jìn)行讀取操作,可以直接將其接VSS。 6. E,執(zhí)行命令的使能引腳,接單片機(jī)的一個(gè)I/O。 7. D0—D7,并行數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳,可接單片機(jī)的P0—P3任意的8個(gè)I/O口。如果接P0口,P0口應(yīng)該接4.7K—10K的上拉電阻。如果是4線并行驅(qū)動(dòng),只須接4個(gè)I/O口。 8. A背光正極,可接一個(gè)10—47歐的限流電阻到VDD。 9. K背光負(fù)極,接VSS。見圖4所示。
圖4二.基本操作 LCD1602的基本操作分為四種: 1. 讀狀態(tài):輸入RS=0,RW=1,E=高脈沖。輸出:D0—D7為狀態(tài)字。 2. 讀數(shù)據(jù):輸入RS=1,RW=1,E=高脈沖。輸出:D0—D7為數(shù)據(jù)。 3. 寫命令:輸入RS=0,RW=0,E=高脈沖。輸出:無。 4. 寫數(shù)據(jù):輸入RS=1,RW=0,E=高脈沖。輸出:無。 讀操作時(shí)序圖(如圖5):
圖5寫操作時(shí)序圖(如圖6):
圖6時(shí)序時(shí)間參數(shù)(如圖7):
圖7三.DDRAM、CGROM和CGRAM DDRAM(Display Data RAM)就是顯示數(shù)據(jù)RAM,用來寄存待顯示的字符代碼。共80個(gè)字節(jié),其地址和屏幕的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下(如圖8):
圖8DDRAM相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的顯存,我們?yōu)榱嗽谄聊簧巷@示字符,就把字符代碼送入顯存,這樣該字符就可以顯示在屏幕上了。同樣LCD1602共有80個(gè)字節(jié)的顯存,即DDRAM。但LCD1602的顯示屏幕只有16×2大小,因此,并不是所有寫入DDRAM的字符代碼都能在屏幕上顯示出來,只有寫在上圖所示范圍內(nèi)的字符才可以顯示出來,寫在范圍外的字符不能顯示出來。這樣,我們?cè)诔绦蛑锌梢岳孟旅娴摹肮鈽?biāo)或顯示移動(dòng)指令”使字符慢慢移動(dòng)到可見的顯示范圍內(nèi),看到字符的移動(dòng)效果。 前面說了,為了在液晶屏幕上顯示字符,就把字符代碼送入DDRAM。例如,如果想在屏幕左上角顯示字符‘A’,那么就把字符‘A’的字符代碼41H寫入DDRAM的00H地址處即可。至于怎么寫入,后面會(huì)有說明。那么為什么把字符代碼寫入DDRAM,就可以在相應(yīng)位置顯示這個(gè)代碼的字符呢?我們知道,LCD1602是一種字符點(diǎn)陣顯示器,為了顯示一種字符的字形,必須要有這個(gè)字符的字模數(shù)據(jù),什么叫字符的字模數(shù)據(jù),看看下面的這個(gè)圖就明白了(如圖9)。
圖9上圖的左邊就是字符‘A’的字模數(shù)據(jù),右邊就是將左邊數(shù)據(jù)用“○”代表0,用“■”代表1。從而顯示出‘A’這個(gè)字形。從下面的圖可以看出,字符‘A’的高4位是0100,低4位是0001,合在一起就是01000001b,即41H。它恰好與該字符的ASCII碼一致,這樣就給了我們很大的方便,我們可以在PC上使用P2=‘A’這樣的語法。編譯后,正好是這個(gè)字符的字符代碼。 在LCD1602模塊上固化了字模存儲(chǔ)器,就是CGROM和CGRAM,HD44780內(nèi)置了192個(gè)常用字符的字模,存于字符產(chǎn)生器CGROM(Character Generator ROM)中,另外還有8個(gè)允許用戶自定義的字符產(chǎn)生RAM,稱為CGRAM(Character Generator RAM)。下圖(如圖12)說明了CGROM和CGRAM與字符的對(duì)應(yīng)關(guān)系。從ROM和RAM的名字我們也可以知道,ROM是早已固化在LCD1602模塊中的,只能讀;而RAM是可讀寫的。也就是說,如果只需要在屏幕上顯示已存在于CGROM中的字符,那么只須在DDRAM中寫入它的字符代碼就可以了;但如果要顯示CGROM中沒有的字符,比如攝氏溫標(biāo)的符號(hào),那么就只有先在CGRAM中定義,然后再在DDRAM中寫入這個(gè)自定義字符的字符代碼即可。和CGROM中固化的字符不同,CGRAM中本身沒有字符,所以要在DDRAM中寫入某個(gè)CGROM不存在的字符,必須在CGRAM中先定義后使用。程序退出后CGRAM中定義的字符也不復(fù)存在,下次使用時(shí),必須重新定義。
圖10上面這個(gè)圖(如圖10)說明的是5×8點(diǎn)陣和5×10點(diǎn)陣字符的字形和光標(biāo)的位置。先來說5×8點(diǎn)陣,它有8行5列。那么定義這樣一個(gè)字符需要8個(gè)字節(jié),每個(gè)字節(jié)的前3個(gè)位沒有被使用。例如,定義攝氏溫標(biāo)的符號(hào){0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00}。
圖11上面這個(gè)圖(如圖11)說明的是設(shè)置CGRAM地址指令。從這個(gè)指令的格式中我們可以看出,它共有aaaaaa這6位,一共可以表示64個(gè)地址,即64個(gè)字節(jié)。一個(gè)5×8點(diǎn)陣字符共占用8個(gè)字節(jié),那么這64個(gè)字節(jié)一共可以自定義8個(gè)字符。也就是說,上面這個(gè)圖的6位地址中的DB5DB4DB3用來表示8個(gè)自定義的字符,DB2DB1DB0用來表示每個(gè)字符的8個(gè)字節(jié)。這DB5DB4DB3所表示的8個(gè)自定義字符(0--7)就是要寫入DDRAM中的字符代碼。我們知道,在CGRAM中只能定義8個(gè)自定義字符,也就是只有0—7這8個(gè)字符代碼,但在下面的這個(gè)表(如圖12)中一共有16個(gè)字符代碼(××××0000b--××××1111b)。實(shí)際上,如圖所示,它只能表示8個(gè)自定義字符 (××××0000b=××××1000b, ××××0001b=××××1001b……依次類推)。也就是說,寫入DDRAM中的字符代碼0和字符代碼8是同一個(gè)自定義字符。 5×10點(diǎn)陣每個(gè)字符共占用16個(gè)字節(jié)的空間,所以CGRAM中只能定義4個(gè)這樣的自定義字符。 那么如何在CGRAM中自定義字符呢?在上面的介紹中,我們知道有一個(gè)設(shè)置CGRAM地址指令,同寫DDRAM指令相似,只須設(shè)置好某個(gè)自定義字符的字模數(shù)據(jù),然后按照上面介紹的方法,設(shè)置好CGRAM地址,依次寫入這個(gè)字模數(shù)據(jù)即可。我們?cè)诤竺娴睦又性龠M(jìn)行說明。
圖12四.LCD1602指令 1.工作方式設(shè)置指令(如圖13)
圖13×:不關(guān)心,也就是說這個(gè)位是0或1都可以,一般取0。 DL:設(shè)置數(shù)據(jù)接口位數(shù)。 DL=1:8位數(shù)據(jù)接口(D7—D0)。 DL=0:4位數(shù)據(jù)接口(D7—D4)。 N=0:一行顯示。 N=1:兩行顯示。 F=0:5×8點(diǎn)陣字符。 F=1:5×10點(diǎn)陣字符。 說明:因?yàn)槭菍懼噶钭,所以RS和RW都是0。LCD1602只能用并行方式驅(qū)動(dòng),不能用串行方式驅(qū)動(dòng)。而并行方式又可以選擇8位數(shù)據(jù)接口或4位數(shù)據(jù)接口。這里我們選擇8位數(shù)據(jù)接口(D7—D0)。我們的設(shè)置是8位數(shù)據(jù)接口,兩行顯示,5×8點(diǎn)陣,即0b00111000也就是0x38。(注意:NF是10或11的效果是一樣的,都是兩行5×8點(diǎn)陣。因?yàn)樗荒芤詢尚?×10點(diǎn)陣方式進(jìn)行顯示,換句話說,這里用0x38或0x3c是一樣的)。 2.顯示開關(guān)控制指令(如圖14)
圖14D=1:顯示開,D=0:顯示關(guān)。 C=1:光標(biāo)顯示,C=0:光標(biāo)不顯示。 B=1:光標(biāo)閃爍,B=0:光標(biāo)不閃爍。 說明:這里的設(shè)置是顯示開,不顯示光標(biāo),光標(biāo)不閃爍,設(shè)置字為0x0c。 3.進(jìn)入模式設(shè)置指令(如圖15、16)
圖15I/D=1:寫入新數(shù)據(jù)后光標(biāo)右移。 I/D=0:寫入新數(shù)據(jù)后光標(biāo)左移。 S=1:顯示移動(dòng)。 S=0:顯示不移動(dòng)。
圖16說明:這里的設(shè)置是0x06。 4.光標(biāo)或顯示移動(dòng)指令(如圖17、18)
圖17
圖18說明:在需要進(jìn)行整屏移動(dòng)時(shí),這個(gè)指令非常有用,可以實(shí)現(xiàn)屏幕的滾動(dòng)顯示效果。初始化時(shí)不使用這個(gè)指令。 5.清屏指令(如圖19)
圖19說明:清除屏幕顯示內(nèi)容。光標(biāo)返回屏幕左上角。執(zhí)行這個(gè)指令時(shí)需要一定時(shí)間。 6.光標(biāo)歸位指令(如圖20) 圖20 說明:光標(biāo)返回屏幕左上角,它不改變屏幕顯示內(nèi)容。 7.設(shè)置CGRAM地址指令(如圖21)
圖21說明:這個(gè)指令在上面已經(jīng)介紹過。用法在后面例子中說明。 8.設(shè)置DDRAM地址指令(如圖22)
圖22說明:這個(gè)指令用于設(shè)置DDRAM地址。在對(duì)DDRAM進(jìn)行讀寫之前,首先要設(shè)置DDRAM地址,然后才能進(jìn)行讀寫。前面我們說過,DDRAM就是LCD1602的顯示存儲(chǔ)器。我們要在它上面進(jìn)行顯示,就要把要顯示的字符寫入DDRAM。同樣,我們想知道DDRAM某個(gè)地址上有什么字符,也要先設(shè)置DDRAM地址,然后將它讀出到單片機(jī)。 9.讀忙信號(hào)和地址計(jì)數(shù)器AC(如圖23)
圖23說明:這個(gè)指令用來讀取LCD1602狀態(tài)。對(duì)于單片機(jī)來說,LCD1602屬于慢速設(shè)備。當(dāng)單片機(jī)向其發(fā)送一個(gè)指令后,它將去執(zhí)行這個(gè)指令。這時(shí)如果單片機(jī)再次發(fā)送下一條指令,由于LCD1602速度較慢,前一條指令還未執(zhí)行完畢,它將不接受這新的指令,導(dǎo)致新的指令丟失。因此這條讀忙指令可以用來判斷LCD1602是否忙,能否接收單片機(jī)發(fā)來的指令。當(dāng)BF=1,表示LCD1602正忙,不能接受單片機(jī)的指令;當(dāng)BF=0,表示LCD1602空閑,可以接收單片機(jī)的指令。RS=0,表示是指令;RW=1,表示是讀取。這條指令還有一個(gè)副產(chǎn)品:即可以得到地址記數(shù)器AC的值(address counter)。LCD1602維護(hù)了一個(gè)地址計(jì)數(shù)器AC,用來記錄下一次讀寫CGRAM或DDRAM的位置。需要強(qiáng)調(diào)的是:這條指令我一次也沒有執(zhí)行成功。很多網(wǎng)友似乎也是這樣。好在我們有另外的辦法,也就是延時(shí)。通過查看每條指令的執(zhí)行時(shí)間,再經(jīng)過一些試驗(yàn),可以確定指令的延時(shí)。這樣就可以在上一條指令執(zhí)行完畢后再執(zhí)行下一條指令了。 10.寫數(shù)據(jù)到CGRAM或DDRAM指令(如圖24)
圖24說明:RS=1,數(shù)據(jù);RW=0,寫。指令執(zhí)行時(shí),要在DB7—DB0上先設(shè)置好要寫入的數(shù)據(jù),然后執(zhí)行寫命令。 11.從CGRAM或DDRAM讀數(shù)據(jù)指令(如圖25)
圖25說明:RS=1,數(shù)據(jù);RW=1,讀。先設(shè)置好CGRAM或DDRAM的地址,然后執(zhí)行讀取命令。數(shù)據(jù)就被讀入后DB7—DB0。 五.實(shí)例 下面我們就以一個(gè)實(shí)例來結(jié)束這篇文章。先介紹一下背景:?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)(擴(kuò)充了外部RAM 62256)。采用STC89C52RC,晶振22.1184MHZ。以5×8點(diǎn)陣,16×2行,8位數(shù)據(jù)端口。首先在第一行顯示“I love MCU!”,第二行顯示“LCD1602 Test!”。延時(shí)一段時(shí)間,清屏。然后在第一行顯示自定義字符:攝氏溫標(biāo)標(biāo)志。第二行顯示圓周率(pai)標(biāo)志。再延時(shí)一段時(shí)間,清屏。最后在第一行顯示“Welcome to my blog!”,顯示方式是從屏幕右面移入,左面移出。周而復(fù)始(如圖26)。
圖26//File1 - #ifndef __ZHANGTYPE_H__
- #define __ZHANGTYPE_H__
-
- #define uint8 unsigned char
- #define uint16 unsigned short int
- #define uint32 unsigned long int
- #define int8 signed char
- #define int16 signed short int
- #define int32 signed long int
- #define uint64 unsigned long long int
- #define int64 signed long long int
-
- #endif
- //File2
-
- #ifndef __FUN_H__
- #define __FUN_H__
- #include "ZhangType.h"
- #include
- void Delay(uint16 time);
- #endif
- //File3
-
- #include "fun.h"
- void Delay(uint16 time)
- {
- while(time--);
- }
- //File4
-
- #ifndef __1602_H__
- #define __1602_H__
-
- #include
- #include "ZhangType.h" //變量類型
- #include "fun.h" //常用函數(shù)
-
- #define SETMODE 0x38 //16*2顯示,5*7點(diǎn)陣,8位數(shù)據(jù)接口
- #define DISOPEN 0x0C //顯示開,不顯示光標(biāo),光標(biāo)不閃爍
- #define DISMODE 0x06 //讀寫字符后地址加1,屏顯不移動(dòng)
- #define SETADDR 0x80 //設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針初始值
- #define CLEAR 0x01 //清屏,數(shù)據(jù)指針清零
- #define RET 0x02 //回車,數(shù)據(jù)指針清零
- #define PORT P2 //I/O口
-
- sbit RS = P1^0;
- sbit RW = P1^1;
- sbit E = P1^2;
-
- void Init1602(void); //初始化1602
- void Write1602_Com(uint8 com); //寫命令
- void Write1602_Dat(uint8 dat); //寫數(shù)據(jù)
- void CheckBusy(void); //檢查忙
- void Write1602_One_Dat(uint8 X,uint8 Y,uint8 dat); //寫一個(gè)數(shù)據(jù)
- void Write1602_Str(uint8 addr,uint8 length,uint8 *pbuf); //寫一個(gè)數(shù)據(jù)串
- #endif//
- //File5
-
- #include "1602.h"
-
- void Write1602_Com(uint8 com)
- {
- E=0;
- RS=0; //命令
- Delay(50); //延時(shí)
- RW=0; //寫
- Delay(50);
- PORT=com; //端口賦值
- Delay(50);
- E=1; //高脈沖
- Delay(50);
- E=0;
- }
-
- void Write1602_Dat(uint8 dat)
- {
- E=0;
- RS=1; //數(shù)據(jù)
- Delay(50); //延時(shí)
- RW=0; //寫
- Delay(50);
- PORT=dat; //端口賦值
- Delay(50);
- E=1; //高脈沖
- Delay(50);
- E=0;
- }
-
- void CheckBusy(void)
- {
- uint8 temp;
- RS=0; //命令
- RW=1; //讀
- E=0;
- while(1)
- {
- PORT=0xFF; //端口為輸入
- E=1; //高脈沖
- temp=PORT;
- E=0;
- if ((temp&0x80)==0) //檢查BF位是否為0
- break;
- }
- }
-
- void Init1602(void)
- {
- Write1602_Com(SETMODE); //模式設(shè)置
- Delay(500);
- Write1602_Com(DISOPEN); //顯示設(shè)置
- Delay(500);
- Write1602_Com(DISMODE); //顯示模式
- Delay(500);
- Write1602_Com(CLEAR); //清屏
- Delay(500);
- }
-
- void Write1602_One_Dat(uint8 x,uint8 y,uint8 dat)
- {
- x&=0x0f;
- y&=0x01;
- if(y)
- x|=0x40;
- x|=0x80;
- Write1602_Com(x);
- Write1602_Dat(dat);
- }
-
- void Write1602_Str(uint8 addr,uint8 length,uint8 *pbuf)
- {
- uint8 i;
- Write1602_Com(addr);
- for(i=0;i
- {
- Write1602_Dat(pbuf[i]);
- }
- }
- //File6
- *******************************************************
- *名稱:主文件(_main.c)
- *功能:測(cè)試
- *日期:2014/09/09
- *******************************************************/
- #include "1602.h"
- #include "fun.h"
- uint8 code hot[8]={ //攝氏溫度字模
- 0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00
- };
- uint8 code pi[8]={
- 0x00,0x1f,0x0a,0x0a,0x0a,0x13,0x00,0x00 //pai
- };
- uint8 code strMCU[]="I love MCU!";
- uint8 code strTest[]="LCD1602 Test!";
- uint8 code blog[]="Welcome to my blog!";
- uint8 i;
- void main()
- {
- Init1602(); //初始化1602
- //自定義CGRAM
- Write1602_Str(0x40,8,hot); //攝氏溫標(biāo)
- Write1602_Str(0x48,8,pi); //pai
-
- Write1602_Str(0x80,strlen(strMCU),strMCU); //"I love MCU!"
- Write1602_Str(0x80+0x40,strlen(strTest),strTest); //"LCD1602 Test!"
-
- for(i=0;i<50;i++) //延時(shí)一段時(shí)間
- Delay(10000);
-
- Write1602_Com(CLEAR); //指令執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)
- Delay(500); //多加一些延時(shí)
- for(i=0;i<16;i++)
- Write1602_Dat(0);
-
- Write1602_Com(0xc0); //設(shè)置DDRAM地址
- for(i=0;i<16;i++)
- Write1602_Dat(1);
- for(i=0;i<50;i++) //延時(shí)一段時(shí)間
- Delay(10000);
-
- Write1602_Com(CLEAR); //指令執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)
- Delay(500); //多加一些延時(shí)
- Write1602_Str(0x80+0x10,strlen(blog),blog); //寫在顯示之外
- while(1)
- {
- Write1602_Com(0x18); //左移
- for(i=0;i<20;i++) //延時(shí)
- Delay(10000);
- }
- }
- //############################# THE END #############################
復(fù)制代碼
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