一．接口

 

LCD1602是很多單片機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的初學者。由於(yu) 對它的不了解，不能隨心所欲地對它進行驅動。經過一段時間的學習(xi) ，我對它的驅動有了一點點心得，今天把它記錄在這裏，以備以後查閱。與(yu) 此相仿的是LCD12864液晶顯示器，它是一種圖形點陣顯示器，能顯示的內(nei) 容比LCD1602要豐(feng) 富得多，除了普通字符外，還可以顯示點陣圖案，帶有漢字庫的還可以顯示漢字，它的並行驅動方式與(yu) LCD1602相差無幾，所以，在這裏花點時間是值得的。

一般來說，LCD1602有16條引腳，據說還有14條引腳的，與(yu) 16腳的相比缺少了背光電源A(15腳)和地線K(16腳)。我手裏這塊LCD1602的型號是HJ1602A，是繪晶科技公司的產(chan) 品，它有16條引腳。如圖1所示：

圖1

再來一張它的背麵的，如圖2所示：

圖2

它的16條引腳定義(yi) 如下：

引腳號	符號	引腳說明	引腳號	符號	引腳說明
1	VSS	電源地	9	D2	數據端口
2	VDD	電源正極	10	D3	數據端口
3	VO	偏壓信號	11	D4	數據端口
4	RS	命令/數據	12	D5	數據端口
5	RW	讀/寫(xie)	13	D6	數據端口
6	E	使能	14	D7	數據端口
7	D0	數據端口	15	A	背光正極
8	D1	數據端口	16	K	背光負極

對這個(ge) 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，可接10K的3296精密電位器。或同樣阻值的RM065/RM063藍白可調電阻。見圖3。

圖3

4.    RS是命令/數據選擇引腳，接單片機的一個(ge) I/O，當RS為(wei) 低電平時，選擇命令；當RS為(wei) 高電平時，選擇數據。

5.    RW是讀/寫(xie) 選擇引腳，接單片機的一個(ge) I/O，當RW為(wei) 低電平時，向LCD1602寫(xie) 入命令或數據；當RW為(wei) 高電平時，從(cong) LCD1602讀取狀態或數據。如果不需要進行讀取操作，可以直接將其接VSS。

6.    E，執行命令的使能引腳，接單片機的一個(ge) I/O。

7.    D0—D7，並行數據輸入/輸出引腳，可接單片機的P0—P3任意的8個(ge) I/O口。如果接P0口，P0口應該接4.7K—10K的上拉電阻。如果是4線並行驅動，隻須接4個(ge) I/O口。

8.    A背光正極，可接一個(ge) 10—47歐的限流電阻到VDD。

9.    K背光負極，接VSS。見圖4所示。

圖4

二．基本操作

LCD1602的基本操作分為(wei) 四種：

1.    讀狀態：輸入RS=0，RW=1，E=高脈衝(chong) 。輸出：D0—D7為(wei) 狀態字。

2.    讀數據：輸入RS=1，RW=1，E=高脈衝(chong) 。輸出：D0—D7為(wei) 數據。

3.    寫(xie) 命令：輸入RS=0，RW=0，E=高脈衝(chong) 。輸出：無。

4.    寫(xie) 數據：輸入RS=1，RW=0，E=高脈衝(chong) 。輸出：無。

讀操作時序圖(如圖5)：

 圖5

寫(xie) 操作時序圖(如圖6)：

圖6

時序時間參數(如圖7)：

圖7

三．DDRAM、CGROM和CGRAM

DDRAM(Display Data RAM)就是顯示數據RAM，用來寄存待顯示的字符代碼。共80個(ge) 字節，其地址和屏幕的對應關(guan) 係如下(如圖8)：

 圖8

DDRAM相當於(yu) 計算機的顯存，我們(men) 為(wei) 了在屏幕上顯示字符，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(ge) 字節的顯存，即DDRAM。但LCD1602的顯示屏幕隻有16×2大小，因此，並不是所有寫(xie) 入DDRAM的字符代碼都能在屏幕上顯示出來，隻有寫(xie) 在上圖所示範圍內(nei) 的字符才可以顯示出來，寫(xie) 在範圍外的字符不能顯示出來。這樣，我們(men) 在程序中可以利用下麵的“光標或顯示移動指令”使字符慢慢移動到可見的顯示範圍內(nei) ，看到字符的移動效果。

前麵說了，為(wei) 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’，那麽(me) 就把字符‘A’的字符代碼41H寫(xie) 入DDRAM的00H地址處即可。至於(yu) 怎麽(me) 寫(xie) 入，後麵會(hui) 有說明。那麽(me) 為(wei) 什麽(me) 把字符代碼寫(xie) 入DDRAM，就可以在相應位置顯示這個(ge) 代碼的字符呢？我們(men) 知道，LCD1602是一種字符點陣顯示器，為(wei) 了顯示一種字符的字形，必須要有這個(ge) 字符的字模數據，什麽(me) 叫字符的字模數據，看看下麵的這個(ge) 圖就明白了(如圖9)。

圖9

上圖的左邊就是字符‘A’的字模數據，右邊就是將左邊數據用“○”代表0，用“■”代表1。從(cong) 而顯示出‘A’這個(ge) 字形。從(cong) 下麵的圖可以看出，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(yu) 該字符的ASCII碼一致，這樣就給了我們(men) 很大的方便，我們(men) 可以在PC上使用P2=‘A’這樣的語法。編譯後，正好是這個(ge) 字符的字符代碼。

在LCD1602模塊上固化了字模存儲(chu) 器，就是CGROM和CGRAM，HD44780內(nei) 置了192個(ge) 常用字符的字模，存於(yu) 字符產(chan) 生器CGROM(Character Generator ROM)中，另外還有8個(ge) 允許用戶自定義(yi) 的字符產(chan) 生RAM，稱為(wei) CGRAM(Character Generator RAM)。下圖(如圖12)說明了CGROM和CGRAM與(yu) 字符的對應關(guan) 係。從(cong) ROM和RAM的名字我們(men) 也可以知道，ROM是早已固化在LCD1602模塊中的，隻能讀取；而RAM是可讀寫(xie) 的。也就是說，如果隻需要在屏幕上顯示已存在於(yu) CGROM中的字符，那麽(me) 隻須在DDRAM中寫(xie) 入它的字符代碼就可以了；但如果要顯示CGROM中沒有的字符，比如攝氏溫標的符號，那麽(me) 就隻有先在CGRAM中定義(yi) ，然後再在DDRAM中寫(xie) 入這個(ge) 自定義(yi) 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(xie) 入某個(ge) CGROM不存在的字符，必須在CGRAM中先定義(yi) 後使用。程序退出後CGRAM中定義(yi) 的字符也不複存在，下次使用時，必須重新定義(yi) 。

圖10

上麵這個(ge) 圖(如圖10)說明的是5×8點陣和5×10點陣字符的字形和光標的位置。先來說5×8點陣，它有8行5列。那麽(me) 定義(yi) 這樣一個(ge) 字符需要8個(ge) 字節，每個(ge) 字節的前3個(ge) 位沒有被使用。例如，定義(yi) 攝氏溫標的符號{0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00}。

 圖11

上麵這個(ge) 圖(如圖11)說明的是設置CGRAM地址指令。從(cong) 這個(ge) 指令的格式中我們(men) 可以看出，它共有aaaaaa這6位，一共可以表示64個(ge) 地址，即64個(ge) 字節。一個(ge) 5×8點陣字符共占用8個(ge) 字節，那麽(me) 這64個(ge) 字節一共可以自定義(yi) 8個(ge) 字符。也就是說，上麵這個(ge) 圖的6位地址中的DB5DB4DB3用來表示8個(ge) 自定義(yi) 的字符，DB2DB1DB0用來表示每個(ge) 字符的8個(ge) 字節。這DB5DB4DB3所表示的8個(ge) 自定義(yi) 字符(0--7)就是要寫(xie) 入DDRAM中的字符代碼。我們(men) 知道，在CGRAM中隻能定義(yi) 8個(ge) 自定義(yi) 字符，也就是隻有0—7這8個(ge) 字符代碼，但在下麵的這個(ge) 表(如圖12)中一共有16個(ge) 字符代碼(××××0000b--××××1111b)。實際上，如圖所示，它隻能表示8個(ge) 自定義(yi) 字符 (××××0000b=××××1000b, ××××0001b=××××1001b……依次類推)。也就是說，寫(xie) 入DDRAM中的字符代碼0和字符代碼8是同一個(ge) 自定義(yi) 字符。 5×10點陣每個(ge) 字符共占用16個(ge) 字節的空間，所以CGRAM中隻能定義(yi) 4個(ge) 這樣的自定義(yi) 字符。

那麽(me) 如何在CGRAM中自定義(yi) 字符呢？在上麵的介紹中，我們(men) 知道有一個(ge) 設置CGRAM地址指令，同寫(xie) DDRAM指令相似，隻須設置好某個(ge) 自定義(yi) 字符的字模數據，然後按照上麵介紹的方法，設置好CGRAM地址，依次寫(xie) 入這個(ge) 字模數據即可。我們(men) 在後麵的例子中再進行說明。

 圖12

四．LCD1602指令

1．工作方式設置指令(如圖13)

 圖13

×：不關(guan) 心，也就是說這個(ge) 位是0或1都可以，一般取0。

DL：設置數據接口位數。

DL=1：8位數據接口(D7—D0)。

DL=0：4位數據接口(D7—D4)。

N=0：一行顯示。

N=1：兩(liang) 行顯示。

F=0：5×8點陣字符。

F=1：5×10點陣字符。

說明：因為(wei) 是寫(xie) 指令字，所以RS和RW都是0。LCD1602隻能用並行方式驅動，不能用串行方式驅動。而並行方式又可以選擇8位數據接口或4位數據接口。這裏我們(men) 選擇8位數據接口(D7—D0)。我們(men) 的設置是8位數據接口，兩(liang) 行顯示，5×8點陣，即0b00111000也就是0x38。(注意：NF是10或11的效果是一樣的，都是兩(liang) 行5×8點陣。因為(wei) 它不能以兩(liang) 行5×10點陣方式進行顯示，換句話說，這裏用0x38或0x3c是一樣的)。

2．顯示開關(guan) 控製指令(如圖14)

圖14

D=1：顯示開，D=0：顯示關(guan) 。

C=1：光標顯示，C=0：光標不顯示。

B=1：光標閃爍，B=0：光標不閃爍。

說明：這裏的設置是顯示開，不顯示光標，光標不閃爍，設置字為(wei) 0x0c。

3．進入模式設置指令(如圖15、16)

圖15

I/D=1：寫(xie) 入新數據後光標右移。

I/D=0：寫(xie) 入新數據後光標左移。

S=1：顯示移動。

S=0：顯示不移動。

 圖16

說明：這裏的設置是0x06。

4．光標或顯示移動指令(如圖17、18)

圖17

 圖18

說明：在需要進行整屏移動時，這個(ge) 指令非常有用，可以實現屏幕的滾動顯示效果。初始化時不使用這個(ge) 指令。

5．清屏指令(如圖19)

圖19

說明：清除屏幕顯示內(nei) 容。光標返回屏幕左上角。執行這個(ge) 指令時需要一定時間。

6．光標歸位指令(如圖20)

 

 圖20

說明：光標返回屏幕左上角，它不改變屏幕顯示內(nei) 容。

7．設置CGRAM地址指令(如圖21)

圖21

說明：這個(ge) 指令在上麵已經介紹過。用法在後麵例子中說明。

8．設置DDRAM地址指令(如圖22)

圖22

說明：這個(ge) 指令用於(yu) 設置DDRAM地址。在對DDRAM進行讀寫(xie) 之前，首先要設置DDRAM地址，然後才能進行讀寫(xie) 。前麵我們(men) 說過，DDRAM就是LCD1602的顯示存儲(chu) 器。我們(men) 要在它上麵進行顯示，就要把要顯示的字符寫(xie) 入DDRAM。同樣，我們(men) 想知道DDRAM某個(ge) 地址上有什麽(me) 字符，也要先設置DDRAM地址，然後將它讀出到單片機。

9．讀忙信號和地址計數器AC(如圖23)

圖23

說明：這個(ge) 指令用來讀取LCD1602狀態。對於(yu) 單片機來說，LCD1602屬於(yu) 慢速設備。當單片機向其發送一個(ge) 指令後，它將去執行這個(ge) 指令。這時如果單片機再次發送下一條指令，由於(yu) LCD1602速度較慢，前一條指令還未執行完畢，它將不接受這新的指令，導致新的指令丟(diu) 失。因此這條讀忙指令可以用來判斷LCD1602是否忙，能否接收單片機發來的指令。當BF=1，表示LCD1602正忙，不能接受單片機的指令；當BF=0，表示LCD1602空閑，可以接收單片機的指令。RS=0，表示是指令；RW=1，表示是讀取。這條指令還有一個(ge) 副產(chan) 品：即可以得到地址記數器AC的值(address counter)。LCD1602維護了一個(ge) 地址計數器AC，用來記錄下一次讀寫(xie) CGRAM或DDRAM的位置。需要強調的是：這條指令我一次也沒有執行成功。很多網友似乎也是這樣。好在我們(men) 有另外的辦法，也就是延時。通過查看每條指令的執行時間，再經過一些試驗，可以確定指令的延時。這樣就可以在上一條指令執行完畢後再執行下一條指令了。

10．寫(xie) 數據到CGRAM或DDRAM指令(如圖24)

圖24

說明：RS=1，數據；RW=0，寫(xie) 。指令執行時，要在DB7—DB0上先設置好要寫(xie) 入的數據，然後執行寫(xie) 命令。

11．從(cong) CGRAM或DDRAM讀數據指令(如圖25)

圖25

說明：RS=1，數據；RW=1，讀。先設置好CGRAM或DDRAM的地址，然後執行讀取命令。數據就被讀入後DB7—DB0。

 

五．實例

下麵我們(men) 就以一個(ge) 實例來結束這篇文章。先介紹一下背景：單片機最小係統(擴充了外部RAM 62256)。采用STC89C52RC，晶振22.1184MHZ。以5×8點陣，16×2行，8位數據端口。首先在第一行顯示“I love MCU!”,第二行顯示“LCD1602 Test!”。延時一段時間，清屏。然後在第一行顯示自定義(yi) 字符：攝氏溫標標誌。第二行顯示圓周率(pai)標誌。再延時一段時間，清屏。最後在第一行顯示“Welcome to my blog!”，顯示方式是從(cong) 屏幕右麵移入，左麵移出。周而複始(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 

 

#define    SETMODE    0x38          //16*2顯示,5*7點陣,8位數據接口

#define DISOPEN   0x0C          //顯示開,不顯示光標,光標不閃爍

#define DISMODE   0x06          //讀寫(xie) 字符後地址加1,屏顯不移動

#define    SETADDR    0x80          //設置數據地址指針初始值

#define CLEAR 0x01          //清屏,數據指針清零

#define RET       0x02          //回車,數據指針清零 

#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(xie) 命令

void Write1602_Dat(uint8 dat);  //寫(xie) 數據

void CheckBusy(void);           //檢查忙

void Write1602_One_Dat(uint8 X,uint8 Y,uint8 dat);          //寫(xie) 一個(ge) 數據

void Write1602_Str(uint8 addr,uint8 length,uint8 *pbuf);    //寫(xie) 一個(ge) 數據串 

#endif//

//File5

 

#include "1602.h" 

 

void Write1602_Com(uint8 com)

{

    E=0;

    RS=0;                    //命令

    Delay(50);               //延時

    RW=0;                    //寫(xie)          

    Delay(50);

    PORT=com;                //端口賦值

    Delay(50);

    E=1;                     //高脈衝(chong)

    Delay(50);

    E=0;

}

 

void Write1602_Dat(uint8 dat)

{

    E=0;

    RS=1;                    //數據

    Delay(50);               //延時

    RW=0;                    //寫(xie)

    Delay(50);

    PORT=dat;                //端口賦值

    Delay(50);

    E=1;                     //高脈衝(chong)

    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(wei) 輸入

       E=1;                 //高脈衝(chong)

       temp=PORT;

       E=0;

       if ((temp&0x80)==0)      //檢查BF位是否為(wei) 0

           break;

    }

} 

 

void Init1602(void)

{

    Write1602_Com(SETMODE);     //模式設置

    Delay(500);

    Write1602_Com(DISOPEN);     //顯示設置

    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(yi) CGRAM

    Write1602_Str(0x40,8,hot);                       //攝氏溫標

    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++)                             //延時一段時間

       Delay(10000);

 

    Write1602_Com(CLEAR);                            //指令執行時間較長

    Delay(500);                                      //多加一些延時

    for(i=0;i<16;i++)

       Write1602_Dat(0);

   

    Write1602_Com(0xc0);         &nnbsp;                //設置DDRAM地址

    for(i=0;i<16;i++)

       Write1602_Dat(1);

    for(i=0;i<50;i++)                             //延時一段時間

       Delay(10000);

   

    Write1602_Com(CLEAR);                            //指令執行時間較長

    Delay(500);                                      //多加一些延時

    Write1602_Str(0x80+0x10,strlen(blog),blog);          //寫(xie) 在顯示之外

    while(1)

    {

       Write1602_Com(0x18);                      //左移

       for(i=0;i<20;i++)                         //延時

           Delay(10000);

    }

} 

//## THE END ##