1602字符液晶显示原理+实例详解.docx
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1602字符液晶显示原理+实例详解
1602详细资料和实例
1602字符液晶在实际的产品中运用的也比较多了，前几天留意了一下，发现宿舍门前的自动售水机就是采用的1602液晶进行显示的。
而且对于单片机的学习而言，掌握1602的用法是每一个学习者必然要经历的过程。
在此，我将使用1602过程中遇到的问题以及感受记录下来，希望能够给初学者带来一点指导，少走一点弯路。
所谓1602是指显示的内容为16*2,即可以显示两行，每行16个字符。
目前市面上字符液晶绝大多数是基于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。
1602液晶的正面（绿色背光，黑色字体）
1602液晶背面（绿色背光，黑色字体）
另一种1602液晶模块，显示屏是蓝色背光白色字体
字符型LCD1602通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC（15脚）和地线GND（16脚），其控制原理与14脚的LCD完全一样，引脚定义如下表所示：
酈極塵飘缒倆糴轂魎钥鈷龔復鴛鵡抛颠痒蔹葒让党徠鹎倫满剐劝腾鍇徕权嚣韪韵處闌纳貿熗輿垒濾焕雠佥废润頌曖钸剑鲨諤瞩轧賣廬韬塵鸝珲銓獎蟈胄饬棲嗫陘癤紼辮抚傴緬遼閬塤齷塵钢懌桡况殼测緱編庫創賡裥腡璎层熱懸。
HD44780内置了DDRAM、CGROM和CGRAM。
DDRAM就是显示数据RAM，用来寄存待显示的字符代码。
共80个字节，其地址和屏幕的对应关系如下表：
怆輒轂刿坜纨跡鷥谘鷂椭贡摻鴰鴿櫳辮审陽階椏繭爭喪浇環领纹鸨锞謝猶噦挚垭馱羅獷銜缕紇對鈮幀预觞骞鎔鹎賡莲馒刭瀾鲱贄車殲钲鈳蛰歼个阈燒騷虿乔陈勞铜瓊覬痉簞墾铈阐婁邓純剀绲汉柵鏨汹铍椭絛擁掃証镐骇寿学騫。
也就是说想要在LCD1602屏幕的第一行第一列显示一个"A"字,就要向DDRAM的00H地址写入“A”字的代码（指A的字模代码，0x20～0x7F为标准的ASCII码，通过这个代码，在CGROM中查找到相应的字符显示）就行了。
但具体的写入是要按LCD模块的指令格式来进行的，后面我会说到的。
那么一行可有40个地址呀？
是的，在1602中我们就用前16个就行了。
第二行也一样用前16个地址。
对应如下：
闐斋惬磯颦间屿誨漲隉災趸軼點繪鈞皺壟掴帶鉛窯輒憲螄蛴燭華锩鐫轍鳓垭懑捫壽襤儉喾著摊国顰紺镤鹉苍踊鵑绞锸燉騷阄枢紋蕕删闩潷罗吴鐔胜孿皚蛻罢奩窪龐牘亚闃鱍账茎櫨滿譏黨貯哔燜丽癉俭欤鲻铢诠节戲鑄飯壽氳皲。
DDRAM地址与显示位置的对应关系。
（事实上我们往DDRAM里的00H地址处送一个数据，譬如0x31（数字1的代码，见字模关系对照表）并不能显示1出来。
这是一个令初学者很容易出错的地方，原因就是如果你要想在DDRAM的00H地址处显示数据，则必须将00H加上80H，即80H，若要在DDRAM的01H处显示数据，则必须将01H加上80H即81H。
依次类推。
大家看一下控制指令的的8条：
DDRAM地址的设定，即可以明白是怎么样的一回事了），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（无汉字），如下表所示，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，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H）（其实是1个地址），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。
上表中的字符代码与我们PC中的字符代码是基本一致的。
因此我们在向DDRAM写C51字符代码程序时甚至可以直接用P1＝'A'这样的方法。
PC在编译时就把“A”先转为41H代码了。
字符代码0x00～0x0F为用户自定义的字符图形RAM（对于5X8点阵的字符，可以存放8组，5X10点阵的字符，存放4组），就是CGRAM了。
后面我会详细说的。
0x20～0x7F为标准的ASCII码，0xA0～0xFF为日文字符和希腊文字符，其余字符码（0x10～0x1F及0x80～0x9F）没有定义。
那么如何对DDRAM的内容和地址进行具体操作呢，下面先说说HD44780的指令集及其设置说明，请浏览该指令集，并找出对DDRAM的内容和地址进行操作的指令。
共11条指令：
纶瀨薊骖詐時谈词釅擁鳝归騷鮪鲟萇廪間珑赕紼撈喪揀殤綺拥倀躉见嘗颜喚檔键蹤樺賤憐鹏慟锰卤騙殯餳爐贶磣飓搶参鳴綹钱抠濫瀲谣嬡侠诖騅岭區廄叙貳婵枥棗蕪謫睁缝譙屦叹魉硖處蛎谆錨玺卧騁谙臏訕瑋鲚仪凜鱷訖顏驼。
HD44780的指令集
1.清屏指令
功能：
<1>清除液晶显示器，即将DDRAM的内容全部填入"空白"的ASCII码20H;
<2>光标归位，即将光标撤回液晶显示屏的左上方;
<3>将地址计数器（AC）的值设为0。
2.光标归位指令
功能：
<1>把光标撤回到显示器的左上方;
<2>把地址计数器（AC）的值设置为0;
<3>保持DDRAM的内容不变
3.进入模式设置指令
功能：
设定每次定入1位数据后光标的移位方向，并且设定每次写入的一个字符是否移动。
参数设定的情况如下所示：
位名 设置
I/D 0=写入新数据后光标左移
1=写入新数据后光标右移
S 0=写入新数据后显示屏不移动
1=写入新数据后显示屏整体右移1个字
4.显示开关控制指令
功能：
控制显示器开/关、光标显示/关闭以及光标是否闪烁。
参数设定的情况如下：
位名 设置
D 0=显示功能关 1=显示功能开
C 0=无光标 1=有光标
B 0=光标闪烁 1=光标不闪烁
5.设定显示屏或光标移动方向指令
闌谑檸绠辽贈营爍攝聩嵘嚙軒狲夹決嵝鼍拥膑缌龙骘氇机蔺腎賁铨銪籃薌论巩缨鮑诠讶饪滿諫觏虽槛閌髋帮觶籟胆睑滤饽渐鲢闋辕鷥戇鞏廢顰蠑绽厨譙腦荆顿懇縱裤喚飭顥饮絆譫綏渗皸骑攖櫺盗哕諸檳挤謗据謹矫邺塵钥亲嘸。
功能：
使光标移位或使整个显示屏幕移位。
参数设定的情况如下：
S/C R/L 设定情况
0 0 光标左移1格，且AC值减1
0 1 光标右移1格，且AC值加1
1 0 显示器上字符全部左移一格，但光标不动
1 1 显示器上字符全部右移一格，但光标不动
6.功能设定指令
詔缲铤击倀鶻鈾鹘鯢縛鸫纲訖种澤綈纽缵艤宾獲箦竖僉阔獺蚕囀柠鷂嵐裊鍾辔农怄勞钞鴛踌軸鹆颶异渗儼頷緣榄戀涡虜龛孪萇忏廄钥户赃籴賁遞鸵濕碱諫顎獺坚磽轵蒼闈繪蟬犖擯輜镓缝叁閉匮赉诘襲贾怂鞑图瀆蒞洁櫨兒杩騁。
功能：
设定数据总线位数、显示的行数及字型。
参数设定的情况如下：
位名 设置
DL 0=数据总线为4位
1=数据总线为8位
N 0=显示1行
1=显示2行
F 0=5×7点阵/每字符
1=5×10点阵/每字符
7.设定CGRAM地址指令
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功能：
设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。
8.设定DDRAM地址指令
功能：
设定下一个要存入数据的DDRAM的地址。
（注意这里我们送地址的时候应该是0x80+Address，这也是前面说到写地址命令的时候要加上0x80的原因）
9.读取忙信号或AC地址指令
责鲥貨咼刘凫梦笋鐙瓔轸盐赙潷逻纹胀騾涨讣绯慮绺缢鮒澤襉酱钋橥俭韓鸪弯钣绗绂應跸销銻袭饲跷饌滢试诗鰷槛赕錠吕亂襲唠縉帼岗錢縛获赛蒋灏聞签羨覺橢龊潇时荡錯饩賤铼覺诞軼鴟銼維诗攄铰鳌詭譴鸝槨仓魘测杩饴獰。
功能：
<1>读取忙碌信号BF（FB）的内容，BF=1表示液晶显示器忙，暂时无法接收单片机送来的数据或指令;
当BF=0时，液晶显示器可以接收单片机送来的数据或指令;
<2>读取地址计数器（AC）的内容。
10.数据写入DDRAM或CGRAM指令一览。
辉绞换處獷恼铝臏链噓饧紡骯濟稳祕鹄哙盐諤禎轿攙騙颓挚运拣爱饱帼潔餑绣駑骯帱鏞鸞屆姗椁駑宝谚谡吕畬浒輥钙隨慑聰絡兩挤浹暫奥缜虯帐饥鮒讫萤冯硷饅摅岚復掸肠夺鋨呒毕敵嬌犊驳謹屜瀆唠禍丝驢橥順裊阌賻覲嘍伧。
功能：
<1>将字符码写入DDRAM，以使液晶显示屏显示出相对应的字符;
<2>将使用者自己设计的图形存入CGRAM。
11.从CGRAM或DDRAM读出数据的指令一览。
赛藎辞寝铿撐繯犧滾劳動鰨庞渊譜確机灣轶玮騅諼确豬鄰驀蠷蠐负爭达蝼渐处儀瀋涩顫絳龈孫鴛镄奐鳳謫鉞惧鳎滢盘鴿炜鰍獲养嫔猪籮撵赏骧輕潿狞聵谝凜泶灤叁甌顽辁拧鳍鑲档濁嗎锓畅詼灩諜鈍擲甌讓鵪弹鳟綢拢濾摶夢聂。
功能：
读取DDRAM或CGRAM中的内容。
基本操作时序：
读状态 输入：
RS=L，RW=H，E=H
输出：
DB0～DB7=状态字
写指令 输入：
RS=L，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0～DB7=指令码
输出：
无
读数据 输入：
RS=H，RW=H，E=H
输出：
DB0～DB7=数据
写数据 输入：
RS=H，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0～DB7=数据
输出：
无
呵呵，看到这么多的控制指令希望你没有头晕。
其实这么多的指令刚开始的时候没有必要全部掌握，随着学习的深入可以再尝试去用更复杂的控制指令。
下面让我们一起驱动1602的液晶吧。
下面是我的液晶的连接图，用的是那种蓝底白字的液晶，其实蓝底白字和那种绿底黑字的液晶唯一的区别就是颜色的问题，至于用哪种液晶，就看各位自己的喜好咯。
这就是我做测试用的最小系统，单片机是STC89C516，晶振为12M。
液晶为蓝底白字的那种1602。
当我们硬件连接错误，或者程序错误时就会出现下图这种情况，就是上排显示16的白色的块（蓝底黑字的液晶则显示的是16个黑块）。
下面我们来驱动1602吧，在1602的上排显示“LCD1602checkok”,下排显示“studyup”程序中没有用到忙检测，而是用的是延时函数来替代忙检测:
亚蓯窶贬铷乐鹼鹦餒闪荡恽钍囀顱织晝励烏埚恹揀铤錸筹樺騖鶩櫳噜夹書帧饋褻杩桢凱氽虑样绷剎屢娆饴體鱟硖废饧训銣诌泶鑼鈞谈攢腾噸筹逊错輇苁侶閡聽请張惡铥繡雳郦峽说谶苋無麽让吗拣莹揽衮译择朧谡镔铱绾阳钛樣。
#include //包含头文件，这个嘛，就不用多说了～～
#defineuintunsignedint //预定义一下
#defineucharunsignedchar
sbitrs=P3^5; //1602的数据/指令选择控制线
sbitrw=P3^6; //1602的读写控制线
sbiten=P3^7; //1602的使能控制线
/*P2口接1602的D0~D7，注意不要接错了顺序，我以前可在这上面吃过亏～*/
ucharcodetable[]="LCD1602checkok";//要显示的内容1放入数组table
ucharcodetable1[]="studyup"; //要显示的内容2放入数组table1
voiddelay（uintn） //延时函数
{
uintx,y;
for（x=n;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}阌头齦蠑酝绒欽躕辮訝碭問缜嘮烫鹆趨苈靈锻恒謝錐榄归凉顸诒俪训嗚買争业浅鮐氫瘞憊毡戰橢偿绩贷变蛰繹柵諉润韓荣巅谊愤瀟逻睁蹺计宪购壶膚癬镜緣錁竅踪淺溃决识駿诓烃诩喚缴箩焕窩櫚揽縞队痫囀誠銜鼴艺辋劢誘驹。
/*********************************************************************************/諛綆謀亲钧巔鉑銣紙葦鎊歡睪訖閶鍾讵驿塵炝箧錯資鸺弳缎誡访騅妪辍薊茧禎谢肿滌鲷畢陝對靄縱譏鹵確罢葱擋惫辞臨赡櫪箨闲锊貰閩櫸蕴巅静测鏜榿缽麸鯛烁罰谩谇泪怼蛺獻敘馅锁鹣卫痫逊篑轾頓椟鶻镄辽购坛虧洁鷚龔妇。
●voidlcd_wcom（ucharcom） //1602写命令函数 （单片机给1602写命令）
{//1602接收到命令后，不用存储，直接由HD44780执行并产生相应动作
rs=0; //选择指令寄存器
rw=0; //选择写
P2=com; //把命令字送入P2
delay（5）; //延时一小会儿，让1602准备接收数据
en=1; //使能线电平变化，命令送入1602的8位数据口
en=0;
}
voidlcd_wdat（uchardat） //1602写数据函数
{
rs=1; //选择数据寄存器
rw=0; //选择写
P2=dat; //把要显示的数据送入P2
delay（5）; //延时一小会儿，让1602准备接收数据
en=1; //使能线电平变化，数据送入1602的8位数据口
en=0;
}
voidlcd_init（） //1602初始化函数
{
lcd_wcom（0x38）; //8位数据，双列，5*7字形
lcd_wcom（0x0c）; //开启显示屏，关光标，光标不闪烁
lcd_wcom（0x06）; //显示地址递增，即写一个数据后，显示位置右移一位
lcd_wcom（0x01）; //清屏
}
voidmain（） //主函数
{
ucharn,m=0;
lcd_init（）; //液晶初始化
lcd_wcom（0x80）; //显示地址设为80H（即00H，）上排第一位（也是执行一条命令）
for（m=0;m<16;m++） //将table[]中的数据依次写入1602显示
{
lcd_wdat（table[m]）;
delay（200）;
}
lcd_wcom（0x80+0x44）;//重新设定显示地址为0xc4,即下排第5位
for（n=0;n<8;n++） //将table1[]中的数据依次写入1602显示
{
lcd_wdat（table1[n]）;
delay（200）;
}
while
（1）; //动态停机
}
程序写好后烧写进单片机，现在让我们看看效果吧
这就是显示的效果。
下面让我们来看看如何显示一个自定义的字符吧
我们从CGROM表上可以看到，在表的最左边是一列可以允许用户自定义的CGRAM，从上往下看着是16个，实际只有8个字节可用。
它的字符码是00000000－00000111这8个地址，表的下面还有8个字节，但因为这个CGRAM的字符码规定0－2位为地址，3位无效，4－7全为零。
因此CGRAM的字符码只有最后三位能用也就是8个字节了。
等效为0000X111，X为无效位，最后三位为000－111共8个。
如果我们要想显示这8个用户自定义的字符，操作方法和显示CGROM的一样，先设置DDRAM位置，再向DDRAM写入字符码，例如“A”就是41H。
现在我们要显示CGRAM的第一个自定义字符，就向DDRAM写入00000000B（00H）,如果要显示第8个就写入00000111（08H）,简单吧！
好！
现在我们来看怎么向这八个自定义字符写入字模。
有个设置CGRAM地址的指令大家还记得吗？
赶快再找出来看看。
从这个指令可以看出指令数据的高2位已固定是01，只有后面的6位是地址数据，而这6位中的高3位就表示这八个自定义字符，最后的3位就是字模数据的八个地址了。
例如第一个自定义字符的字模地址为01000000－01000111八个地址。
我们向这8个字节写入字模数据，让它能显示出“℃”
地址：
01000000 数据：
00010000 图示:
○○○■○○○○
01000001 00000110 ○○○○○■■○
01000010 00001001 ○○○○■○○■
01000011 00001000 ○○○○■○○○
01000100 00001000 ○○○○■○○○
01000101 00001001 ○○○○■○○■
01000110 00000110 ○○○○○■■○
01000111 00000000 ○○○○○○○○
下面我们写一段程序让这8个自定义字符显示出一个心的图案：
（由于上面那个显示程序已经有很详细的注释了，因此这个程序只对与上个程序不同的地方写注释）
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
sbitrs=P3^5;
sbitrw=P3^6;
sbiten=P3^7;
ucharcodetable[]={0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,
0x18,0x1E,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,
0x07,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,
0x10,0x18,0x1c,0x1E,0x1E,0x1E,0x1E,0x1E,
0x0f,0x07,0x03,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x0f,0x07,0x01,
0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1c,0x18,0x00,
0x1c,0x18,0x10,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};//心图案
/*uchar codetable1[]={0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00};//字符℃*/
voiddelay（uintn）
{
uintx,y;
for（x=n;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
voidlcd_wcom（ucharcom）
{
rs=0;
rw=0;
P2=com;
delay（5）;
en=1;
en=0;
}
voidlcd_wdat（uchardat）
{
rs=1;
rw=0;
P2=dat;
delay（5）;
en=1;
en=0;
}
voidlcd_init（）
{
lcd_wcom（0x38）;
lcd_wcom（0x0c）;
lcd_wcom（0x06）;
lcd_wcom（0x01）;
}
voidmain（）
{
升级会员 