單片機(jī)之LCD顯示原理

1、5.自制單片機(jī)之五 LCD1602的驅(qū)動LCD1602已很普遍了，具體介紹我就不多說了，市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD,多出來的2條線是背光電源線 VCC（15腳）和地線GND（16腳），其控制原理與14腳的LCD完全一樣，定義 如下表所示：字符型LCD的引 腳定義引腳號引腳電平輸入/輸出作用1US5電源地2Ucc電源（+5g3Uee對比調(diào)整電壓RS；町1:輸入1=落人數(shù)據(jù)5|R/W0/1:輸入«=向LCD寫入指令

2、或數(shù)據(jù) 1二從LCD讀取楮息6|；甘：1.1一口輸入使能信號，1時誘取信息. 1T肌下降沿）執(zhí)行指令7DBQG八輸入/輸出數(shù)據(jù)總線1面已帆最低位）8DB10/1.輸入/輸出數(shù)據(jù)總線1509G八輸入/輸出數(shù)據(jù)總線工訪建10DBS0/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線江皿3D64G八輸入/輸出數(shù)據(jù)總線立群修12DR5V1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線工,高D66WT ,輸入/輸出數(shù)據(jù)總線建仙。八輸入/輸出數(shù)據(jù)總線最高位）15AL8背光電源正極16K掇地LE背光電源負(fù)極HD44780 內(nèi)置了 DDRAMCGROM! CGRAMDDRA也是顯示數(shù)據(jù) RAM用來寄存待顯示的字符代碼。共80個字節(jié)，其地址和屏幕的對應(yīng)關(guān)系如下表:顯

3、示位置12345A7 l! ! !DDRAN地址第一行0?H03H刪H06H27H第二行H1H*l2HH3H45HMHI V67H也就是說想要在 LCD1602屏幕的第一行第一列顯示一個 "A"字,就要向DDRAMJ 00H地址寫入“A”字的代碼就行了。但具體的寫入是要按LCD模塊的指令格式來進(jìn)行的，后面我會說到的。那么一行可有 40個地址呀？是的，在 1602中我們就用前16個就行了。第二行也一樣用前16個地址。對應(yīng)如下：DDRA槐址與顯示位置的對應(yīng)關(guān)系：01H S2H 03H 鼬H OSH MH 07H09H UAH OBH UCH SDH MEH OFH j91；HH

4、H 111 H H2H 43H 114H U5H H6H 皿H H8H 49H UAH 4BH UCH 4DH NEH 4FH ；我們知道文本文件中每一個字符都是用一個字節(jié)的代碼記錄的。一個漢字是用兩個字節(jié)的代碼記錄。在PC上我們只要打開文本文件就能在屏幕上看到對應(yīng)的字符是因為在操作系統(tǒng)里 和BIOS里都固化有字符字模。什么是字模？就代表了是在點陣屏幕上點亮和熄滅的信息數(shù) 據(jù)。例如“ A字的字模：01110OBBBO10001a00010001a00010001a0001111110001a00010001a000上圖左邊的數(shù)據(jù)就是字模數(shù)據(jù)，右邊就是將左邊數(shù)據(jù)用代表 0,用“”代表1?？?出是

5、個“A”字了嗎？在文本文件中“ A字的代碼是41H,PC收到41H的代碼后就去字模文件中將代表A字的這一組數(shù)據(jù)送到顯卡去點亮屏幕上相應(yīng)的點，你就看到“A”這個字了。剛才我說了想要在 LCD1602屏幕的第一行第一列顯示一個"A"字,就要向DDRAMHJ 00H地址寫入“A”字的代碼41H就行了，可41H這一個字節(jié)的代碼如何才能讓LCD模塊在屏幕的陣點上顯示“A”字呢？同樣，在LCD模塊上也固化了字模存儲器，這就是CGROM1 CGRAMHD44780內(nèi)置了 192個常用字符的字模，存于字符產(chǎn)生器CGROM(Character Generator ROM)中，另外還有8個允許

6、用戶自定義的字符產(chǎn)生RAM稱為CGRAM(Character Generator RAM下圖說明了 CGROIW CGRAMT字符的對應(yīng)關(guān)系。中字符科與字字符字模關(guān)系對照表40000DD01 0010 0011 0W0 01CH 0110 0111ISM1001IMO 101111 DO 1101 111D 1111晶 (1)0 a fT FyW罩口xxKxOOO-1! 1 HGImq口廳廳匕后qjtxxxOD 10H|2|B|F；lb|r1E1"邱8xxxODH»|31C|S|g|s|印亍|通>KKXOf(X)(5)1f|4|D|T|d|t|lllblflunx)c

7、xxCi101(B)II?i|5|E|LJ|e|uKXKXO1 ICEI6IFI，懺心引tO后Ej«0111(8)M?ISIU|g|w|iWlTlqnJIK11D02CSIHIXIhljcxxxIDOII-5l*rlJlibMuxtxxlD IC(3)1* ：|J|ZU z|IIJIAIWJ *wtxIDH*l5|K|k|tinH 7i口ri<iLi¥iirr同切不切毛內(nèi)xxxx1101同ri干Ml可以noocHIO(7)；l>|NnnWZIt:福。盾一X3CXXi 111當(dāng)川？Q. o <u|yra0ol的士力七3G.p廿6gram亡也廿口垃hl0 .

8、1 i 11 薩etiTafl . net從上圖可以看出，“A”字的對應(yīng)上面高位代碼為0100,對應(yīng)左邊低位代碼為 0001,合起來就是01000001,也就是41H?？梢娝拇a與我們 PC中的字符代碼是基本一致的。因此我 們在向DDRAIW C51字符代碼程序時甚至可以直接用P1='A'這樣的方法。PC在編譯時就把“A”先車專為41H代碼了。字符代碼0x000x0F為用戶自定義的字符圖形 RAM(寸于5X8點陣的字符，可以存放 8組， 5X10點陣的字符，存放 4組)，就是CGRA0。后面我會詳細(xì)說的。0x200x7F為標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼，0xA00xFF為日文字符和希臘文

9、字符，其余字符碼(0x10C0x1F及0x800x9F)沒有定義。那么如何對DDRAM勺內(nèi)容和地址進(jìn)行具體操作呢，下面先說說HD44780的指令集及其設(shè)置說明，請瀏覽該指令集，并找出對DDRAMJ內(nèi)容和地址進(jìn)行操作的指令。共11條指令:1.清屏指令指令勘能指令編碼執(zhí)時(RSDB7DE6DBS0B3DB2DB1DBS清屏090gG80&011 .64功能：1清除液晶顯示器，即將 DDRAMJ內(nèi)容全部填入"空白"的ASCII碼20H;2光標(biāo)歸位，即將光標(biāo)撤回液晶顯示屏的左上方 3將地址1f數(shù)器（AC）的值設(shè)為0。2.光標(biāo)歸位指令指令功能指令褊的a行 時同RSR/WDB7

10、DB6DBSDB4DB3DD2DB1DBS光標(biāo)歸位0a00080a1K1 .64功能：1把光標(biāo)撤回到顯示器的左上方；2把地址計數(shù)器（AC）的值設(shè)置為0;3 保持DDRAMJ內(nèi)容不變。3 .進(jìn)入模式設(shè)置指令指令用能指令編碼看5 執(zhí)時/uRSfl/w0B7DR6DBSDB3DB2DB1DBG進(jìn)用模式設(shè)置0a00098IIs4D功能：設(shè)定每次定入 1位數(shù)據(jù)后光標(biāo)的移位方向，并且設(shè)定每次寫入的一個字符是否移動。參數(shù)設(shè)定的情況如下所示：位名設(shè)置I/D0=寫入新數(shù)據(jù)后光標(biāo)左移1=寫入新數(shù)據(jù)后光標(biāo)右移S0=動1=寫入新數(shù)據(jù)后顯示屏整體右移1個字符4 .顯示開關(guān)控制指令指令功能指令編樹嚅 /usRSR/WDB

11、7DB6DBSDMDB3DB2DB1DBO顯示開關(guān)控制d00Q01DCB40功能：控制顯示器開/關(guān)、光標(biāo)顯示/關(guān)閉以及光標(biāo)是否閃爍。參數(shù)設(shè)定的情況如下:設(shè)置0=顯示功能0=無光0=光標(biāo)閃位名D1=顯示功能開C1=有光標(biāo)B1=光標(biāo)不閃爍5.設(shè)定顯示屏或光標(biāo)移動方向指令指令功能指令編碼需 /巧RSDB7D而DB5DBUDB3D日DS1DBO依定顯小屏或 光標(biāo)移動方向0 |0t001S/CR/LXX| .41." |功能：使光標(biāo)移位或使整個顯示屏幕移位。參數(shù)設(shè)定的情況如下：S/CR/L設(shè)定情況00光標(biāo)左移1格，且AC值減101光標(biāo)右移1格，且AC值加110顯示器上字符全部左移一格，但光標(biāo)不

12、動11顯示器上字符全部右移一格，但光標(biāo)不動6.功能設(shè)定指令弗令功能指令編弱犒 /usRSR/WDB7DB6DB5DB3DB2DD1DBO功能斷003U1DLNFXK功能：設(shè)定數(shù)據(jù)總線位數(shù)、顯示的行數(shù)及字型。參數(shù)設(shè)定的情況如下：設(shè)置0=數(shù)據(jù)總線為40=顯示10=5X7點陣/每位名DL位1=數(shù)據(jù)總線為8位N行1=顯示2行F字符1=5X 10點陣/每字符7.設(shè)定CGRA觸址指令指令為能指令編碼期 /gRSDB7DBGDB5DB3D日?DS1DBS設(shè)定六蒯|地址 10 |0t1叫MH的地址（睢】| If功能：設(shè)定下一個要存入數(shù)據(jù)的 CGRAMJ地址。8.設(shè)定DDRAMfe址指令指令為能指令編碼執(zhí)行/U

13、SRSDB7DBfi DBS DB q DQ3 DS2 DD1 DBG設(shè)定DDRHM地址01。即所的地址（7位）功能：設(shè)定下一個要存入數(shù)據(jù)的DDRAMKJ地址。9 .讀取忙信號或AC地址指令揖令功能指令編碼期 /usRSR/WDB7DB6 DB5 。仙 DBS DM D* DBS啷窗01FBRG內(nèi)容“位）) ：4l,"功能：1讀取忙碌信號BF的內(nèi)容，BF=1表示液晶顯示器忙，暫時無法接收單片機(jī)送來的 數(shù)據(jù)或指令；當(dāng)BF=0時，液晶顯示器可以接收單片機(jī)送來的數(shù)據(jù)或指令2讀取地址計數(shù)器（AC）的內(nèi)容。10 .數(shù)據(jù)寫入DDRA喊CGRAIW令一覽相令動能指令編碼1 /usR$R/VDB7

14、DB6 DB5口 B4DB3 9B2 DB1 DBO數(shù)據(jù)寫入到DDRfH 或CGRM10要寫入的數(shù)據(jù)D7”期功能：1將字符碼寫入 DDRAM以使液晶顯示屏顯示出相對應(yīng)的字符；2將使用者自己設(shè)計的圖形存入CGRAM11.從CGRA喊DDRA瞰出數(shù)據(jù)的指令一覽指令功能指令編碼1 /usR$R/VDB7DBSDBSDB4DB3DB2D31DBO從CGR州或DDRA僦出數(shù)據(jù)（11要讀出的數(shù)據(jù)D7”期功能：讀取 DDRAM CGRA岫的內(nèi)容?；静僮鲿r序:讀狀態(tài)E=H輸出：DBU DB7= 犬態(tài)字寫指令碼讀數(shù)據(jù)E=H輸出：DBU DB7嗷據(jù)寫數(shù)據(jù)據(jù)輸入：RS=L RW=H輸入：RS=L RW=L E=

15、下降沿脈沖，DB0- DB7=旨令輸出：無輸入：RS=H RW=H輸入：RS=H RW=L E= 下降沿脈沖，DB0- DB7教輸出：無看了那么多是不是有些暈？我也是啊，不過慢慢理解還是沒問題的。實際上面說了那么多具體怎么操作我還是沒會?。亢?！咱就簡單點。舉個實例，就在 LCD1602屏幕上第一行第一列顯示個“ A”字。1.先初始化。(老大！好像上面沒初始化這條指令啊！)先別拿東西扔我，說明書上是這么說的。也就先寫入些指令。/先定義接口# include <AT89x51.h>/*P1DB0 DB7P2.0RSP2.1RWP2.2E*/# define LCD_DBsbitP1/*

16、sbitsbitLCD_RS=P2A0;LCD_RW=P2A1;LCD_E=P2A2;定義函數(shù) */*/*初始化函數(shù)*# define uchar unsigned char# define uint unsigned intvoid LCD_init(void);/ 初始化函數(shù)void LCD_write_command(uchar command);/寫指令函數(shù)void LCD_write_data(uchar dat);/寫數(shù)據(jù)函數(shù)void LCD_disp_char(uchar x,uchar y,uchar dat);/在某個屏幕位置上顯示一個字符，X(0-16),y(1-2)/vo

17、id LCD_check_busy(void);/ 檢查忙函數(shù)。我沒用到此函數(shù)，因為通過率極低。void delay_n40us(uint n);/ 延時函數(shù)*void LCD_init(void)LCD_write_command(0x38);/LCD_write_command(0x0c);LCD_write_command(0x06);/LCD_write_command(0x01);/設(shè)置8位格式，2行，5x7 整體顯示，關(guān)光標(biāo)，不閃爍 設(shè)定輸入方式，增量不移位 清除屏幕顯示/*/*寫指令函數(shù)*delay_n40us(100);/實踐證明，我的LCD1602上，用for循環(huán)200次就能

18、可靠完成清屏指*void LCD_write_command(uchar dat) LCD_DB=dat;LCD_RS=0;/ 指令LCD_RW=0;/寫入LCD_E=1; 允許LCD_E=0;delay_n40us;實踐證明，我的 LCD1602上，用for循環(huán)1次就能完成普通寫指令。*/*寫數(shù)據(jù)函數(shù) *void LCD_write_data(uchar dat)LCD_DB=dat;LCD_RS=1; 數(shù)據(jù)LCD_RW=0;/寫入LCD_E=1; 允許LCD_E=0;delay_n40us；*/*顯示一個字符函數(shù) *void LCD_disp_char(uchar x,uchar y,uc

19、har dat) uchar address;if(y=1)address=0x80+x;elseaddress=0xc0+x;LCD_write_command(address);LCD_write_data(dat);*/*檢查忙函數(shù) *void LCD_check_busy()低，以/實踐證明，在我的 LCD1602上，檢查忙指令通過率極/至于不能正常使用 LCD因此我沒有再用檢查忙函數(shù)。而使 do/用了延時的方法，延時還是非常好用的。我試了一下，用 LCD_E=0;普通指令只要1次循就可完成。清屏指令LCD_RS=0;/for循環(huán)作延時,/要用200次循環(huán)便能完成。LCD_RW=1;L

20、CD_DB=0xff;LCD_E=1;while(LCD_DBA7=1);*/* 延時函數(shù) * void delay_n40us(uint n) uint i;uchar j;/在這個延時循環(huán)函數(shù)中for(i=n;i>0;i-)for(j=0;j<2;j+);我只做了2次循環(huán)，/實踐證明我的LCD1602上普通的指令只需1次循環(huán)就能可靠完成。/* /* 主函數(shù) *void main(void)LCD_init();LCD_disp_char(0,1,"A"); while(1);*具體電路的制作是很簡單的，就接了兩個電阻，一個是10歐姆的背光限流電阻，另一個是2

21、K的LCD極板電壓調(diào)節(jié)電阻。這兩個電阻的阻值怎么定呢？背光比較簡單，它就相當(dāng)于在 后面接了幾個發(fā)光二極管，任何時候你只要在15、16腳串上個100歐的電位器接上電源，調(diào)節(jié)電位器，覺得亮度合適。此時的阻值便可。LCD液晶極板驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)電阻的確定就稍微麻煩一點。在各數(shù)據(jù)線，控制線接好關(guān)通上電源的前提下在第3腳(VEE)和地之間接一個10K的電位器。調(diào)節(jié)電位器。當(dāng)3腳電壓高時為全亮，電壓為 0時為全暗(液晶全顯示為黑塊)。你用電位器把屏幕從全暗剛好調(diào)到變亮。這時便可調(diào)試程序。待屏幕能正確顯示后再 細(xì)調(diào)電位器，使對比度合適。這時的阻值便可確定，然后換成等值的固定電阻焊上便可。我們接著上次的系統(tǒng)板制做

22、：新買的1602LCD, 20元，貴不?反面:16 LLLUlfCULIILMA盹 IN TAMAN_n /組裝后:具體電路圖:接口說明:運行:用戶自定義字符的應(yīng)用：我們從CGROMI上可以看到，在表的最左邊是一列可以允許用戶自定義的CGRAM從上往下看著是16個，實際只有8個字節(jié)可用。它的字符碼是 00000000 00000111這8個地址，表 的下面還有8個字節(jié)，但因為這個 CGRAM&字符碼規(guī)定0 2位為地址，3位無效，47全 為零。因此CGRA前字符碼只有最后三位能用也就是 8個字節(jié)了。等效為0000X111, X為無 效位，最后三位為 000 111共8個。如果我們要想顯示

23、這 8個用戶自定義的字符，操作方法和顯示CGROM6一樣，先設(shè)置 DDRAM位置，再向DDRAMI入字符碼，例如“ A就是 41H?，F(xiàn)在我們要顯示 CGRAM&第一個自定 義字符，就向DDRAIW入00000000B(00H),如果要顯示第 8個就寫入00000111(08H),簡單吧！ 好！現(xiàn)在我們來看怎么向這八個自定義字符寫入字模。有個設(shè)置CGRAMfe址的指令大家還記得嗎？趕快再找出來看看。7 .設(shè)定叫曬跳讓指令指令功能指令編碼相 川$琳R/WDB7DB6DB5 DBt PB3 DB2 DB1設(shè)定MRAN| 4001CCR物的地址(啦)4。引能設(shè)定下一個要存入數(shù)據(jù)的的地址,從這個

24、指令可以看出指令數(shù)據(jù)的高2位已固定是01,只有后面的6位是地址數(shù)據(jù)，而這 6位中的高3位就表示這八個自定義字符，最后的3位就是字模數(shù)據(jù)的八個地址了。例如第一個自定義字符的字模地址為01000000-01000111八個地址。我們向這 8個字節(jié)寫入字模數(shù)據(jù)，讓它能顯示出“C地址：01000000數(shù)據(jù):000100000100000100000110010000100100001100001001000010000100010000001000圖示：。OOOOOBBO OOOOBOOB OOOOBOOO OOOOBOOO010001010100011001000111000010010000011

25、000000000OOOOBOOBOOOOOBBOoooooooo下面我們寫一段程序讓這8個自定義字符顯示出一個心的圖案:# include <reg51.h>unsigned char table1=0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x18,0x1E,0x1f,0x1f,0x1f,0 x1f,0x1f,0x1f, 0x07,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0 x1f,0x1f,0x1f,0x10,0x18,0x1c,0x1E,0x1E,0 x1E,0x1E,0x1E, 0x0f,0x07,0x03,0x01,0x00,0 x

26、00,0x00,0x00, 0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0 x0f,0x07,0x01, 0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0 x1c,0x18,0x00, 0x1c,0x18,0x10,0x00,0x00,0 x00,0x00,0x00;/ 心圖案 unsigned char table尸0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00;/字符 C# defineCLEARSCREEN LCD_write_command(0x01)/*定義接 口 */# defineLCDIOP2 sbit LCD1602_RS=P3A0;

27、sbit LCD1602_RW=P3A1;sbit LCD1602_EN=P3A2;/*定義函數(shù) */void LCD_write_command(unsigned char command);/寫入指令函數(shù)void LCD_write_dat(unsigned char dat);/寫入數(shù)據(jù)函數(shù)void LCD_set_xy( unsigned char x, unsigned char y );/設(shè)置顯示位置函數(shù)void LCD_dsp_char( unsigned x,unsigned char y,unsigned char dat);/顯示一個字符函數(shù)void LCD_dsp_str

28、ing(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char *s);/顯示字符串函數(shù)void LCD_init(void);/初始化函數(shù)void delay_nms(unsigned int n);/ 延時函數(shù)/*初始化函數(shù) */*/ void LCD_init(void) CLEARSCREEN;/clear screenLCD_write_command(0x38);/set 8 bit data transmission modeLCD_write_command(0x0c);/open display (enable Icd display)LC

29、D_write_command(0x80);/set Icd first display address CLEARSCREEN;/clear screen /*/*寫指令函數(shù) */void LCD_write_command(unsigned char command) LCDIO=command;LCD1602_RS=0;LCD1602_RW=0;LCD1602_EN=0;LCD1602_EN=1; delay_nms(10);/*/*寫數(shù)據(jù)函數(shù) */void LCD_write_dat(unsigned char dat)LCDIO=dat;LCD1602_RS=1;LCD1602_RW=0;LCD1602_EN=0;delay_nms(1);LCD1602_EN=1;/*/*設(shè)置顯示位置 */void LCD_set_xy( unsigned char x, unsigned char y ) unsigned char address;if (y = 1)address = 0x80 + x;elseaddress =0xc0+ x;LCD_writ