全方位解析LCD1602特性及單片機顯示應用

　　1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201710/366245.htm

　　

　　LCD1602是指顯示的內容為16X2，即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數字）。

　　

　　市面上字符液晶大多數是基於HD44780液晶晶片的，控制原理是完全相同的，因此基於HD44780寫的控制程序可以很方便地應用於市面上大部分的字符型液晶。

　　+5V電壓，對比度可調

　　內含復位電路

　　提供各種控制命令，如：清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能

　　有80位元組顯示數據存儲器DDRAM

　　內建有192個5X7點陣的字型的字符發生器CGROM

　　8個可由用戶自定義的5X7的字符發生器CGRAM

　　1602LCD採用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口

　　LCD1602—引腳功能介紹

　　第1腳：VSS為電源地

　　第2腳：VDD接5V電源正極

　　第3腳：V0為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會 產生「鬼影」，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度）。

　　第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數據寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。

　　第5腳：RW為讀寫信號線，高電平（1）時進行讀操作，低電平（0）時進行寫操作。

　　第6腳：E（或EN）端為使能（enable）端。

　　第7～14腳：D0～D7為8位雙向數據端。

　　第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負極。

　　

　　LCD1602—指令說明及時序

　　指令1：清顯示，指令碼01H，光標復位到地址00H位置。

　　指令2：光標復位，光標返回到地址00H。

　　指令3：光標和顯示模式設置 I/D：光標移動方向，高電平右移，低電平左移 S：屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。

　　指令4：顯示開關控制。 D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示 C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。

　　指令5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。

　　指令6：功能設置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F： 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符。

　　指令7：字符發生器RAM地址設置。

　　指令8：DDRAM地址設置。

　　指令9：讀忙信號和光標地址 BF：為忙標誌位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數據，如果為低電平表示不忙。

　　指令10：寫數據。

　　指令11：讀數據。

　　

　　控制命令表

　　

　　LCD的管腳控制

　　LCD1602——寄存器

　　1602絕大多數是基於HD44780液晶晶片的，HD44780內置了DDRAM、CGROM和CGRAM，這三個都是存儲器。

　　CGROM（中文字庫）、HCGROM（ASCII碼字庫）及CGRAM（自定義字形）、顯示數據RAM（DDRAM）、字符顯示RAM緩衝區（DDRAM）

　　但一行有40個地址，我們只用到前16個地址，第二行也是用前16個地址，對應地址如下

　　

　　DDRAM（顯示數據存儲RAM）

　　

　　若想要在屏幕的第一行第一列顯示「A」字符，就要在DDRAM的00H地址寫入「A」的代碼就行了。

　　我們向DDRAM裡的00H地址送數據時，如數字1的代碼，但是並不能顯示1出來。這是我們最容易出錯的地方，若想向00H處顯示數據，則必須將00H加上80H，即0X80H+0X00H，若在01H處則為0X80H+0X01H，依次類推~

　　LCD1602—CGROM

　　

　　1602液晶模塊內部的字符發生存儲器（CGROM）已經存儲了160個不同的點陣字符圖形。這些字符有：阿拉伯數字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼

　　從上表可以看出最左邊一列是供用戶自定義字符的，共有16個，實際只有8個字節可以用，字符碼為00000000—00000111這8個地址

　　LCD1602—顯示應用（單片機學習）

　　LCD1602是51單片機中很重要的模塊之一，為了方便新手學習1602，筆者把自己學習1602的一些心得體會拿出來和菜鳥分享，因筆者水平有限，錯誤在所難免，望大家指正。本文程序基于慧淨HJ-1G51開發板。很多程序為本人自己編寫，可以直接拿去用。

　　一、關於LCD1602：

　　在編寫LCD1602程序前，我們必須了解其手冊上一些非常重要的信息，如果這些信息不能理解透徹，編程可能會遇到或多或少的問題，在此先大致歸納幾點。

　　1．管腳：

　　1602共16個管腳，但是編程用到的主要管腳不過三個，分別為：RS（數據命令選擇端），R/W（讀寫選擇端），E（使能信號）;以後編程便主要圍繞這三個管腳展開進行初始化，寫命令，寫數據。

　　以下具體闡述這三個管腳：

　　RS為寄存器選擇，高電平選擇數據寄存器，低電平選擇指令寄存器。

　　R/W為讀寫選擇，高電平進行讀操作，低電平進行寫操作。

　　E端為使能端，後面和時序聯繫在一起。

　　除此外，D0~D7分別為8位雙向數據線。

　　2．操作時序：

　　RS

　　R/W

　　操作說明

　　0

　　0

　　寫入指令碼D0~D7

　　0

　　1

　　讀取輸出的D0~D7狀態字

　　1

　　0

　　寫入數據D0~D7

　　1

　　1

　　從D0~D7讀取數據

　　註：關於E=H脈衝——開始時初始化E為0，然後置E為1，再清0.

　　讀取狀態字時，注意D7位，D7=1，禁止讀寫操作；D7=0，允許讀寫操作；

　　所以對控制器每次進行讀寫操作前，必須進行讀寫檢測。（即後面的讀忙子程序）

　　3．指令集：

　　LCD_1602 初始化指令小結：

　　0x38

　　設置16*2顯示，5*7點陣，8位數據接口

　　0x01

　　清屏

　　0x0F

　　開顯示，顯示光標，光標閃爍

　　0x08

　　只開顯示

　　0x0e

　　開顯示，顯示光標，光標不閃爍

　　0x0c

　　開顯示，不顯示光標

　　0x06

　　地址加1，當寫入數據的時候光標右移

　　0x02

　　地址計數器AC=0;（此時地址為0x80）

　　光標歸原點，但是DDRAM中斷內容不變

　　0x18

　　光標和顯示一起向左移動

　　4．顯示地址：

　　LCD1602內部RAM顯示緩衝區地址的映射圖，00～0F、40～4F分別對應LCD1602的上下兩行的每一個字符，只要往對應的RAM地址寫入要顯示字符的ASCII代碼，就可以顯示出來。

　　5．讀寫時序：

　　時序圖1602手冊中有，這裡不引用了。時序圖很重要，編程就是根據時序圖設置寄存器，讓LCD工作。

　　二、LCD1602程序編寫流程：

　　LCD1602在了解完以上信息後便可以編寫，這裡我們把程序分為以下幾步：

　　1．定義LCD1602管腳，包括RS，R/W，E。這裡定義是指這些管腳分別接在單片機哪些I/O口上。

　　現舉例如下：

　　sbit EN=P3^4;

　　sbit RS=P3^5;

　　sbit RW=P3^6;

　　2．顯示初始化，在這一步進行初始化及設置顯示模式等操作，包括以下步驟：

　　設置顯示方式

　　延時

　　清理顯示緩存

　　設置顯示模式

　　通常推薦的初始化過程如下：

　　延時15ms

　　寫指令38H

　　延時5ms

　　寫指令38H

　　延時5ms

　　寫指令38H

　　延時5ms

　　註：以上寫38H指令可以看情況省略1~2步

　　（以上都不檢測忙信號）

　　（以下都要檢測忙信號）

　　寫指令38H

　　寫指令08H 關閉顯示

　　寫指令01H 顯示清屏

　　寫指令06H 光標移動設置

　　寫指令0cH 顯示開及光標設置

　　3．設置顯示地址（寫顯示字符的位置）。

　　4．寫顯示字符的數據。

　　三、LCD1602各子程序模塊及主程序編寫：

　　現在按照上面編寫程序的流程，給出各子程序模塊及主程序的例子。

　　1．頭文件，宏定義，定義管腳等：

　　#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」

　　};

　　//此條語句為顯示字符串時定義的字符串數組

　　2．LCD1602基本初始化子程序：

　　void LCD1602（）

　　{

　　EN=0;

　　RS=1;

　　RW=1;

　　P0=0xff;

　　//這裡P0為與LCD D0~D7相連的I/O口

　　}

　　3．讀忙子程序：

　　void read_busy（）

　　{

　　P0=0xff;

　　RS=0;

　　RW=1;

　　EN=1;

　　while（P00x80）;

　　//P0和10000000相與，D7位若不為0，停在此處

　　EN=0;

　　//若為0跳出進入下一步；這條語句的作用就是檢測

　　}

　　//D7位，若忙在此等待，不忙跳出讀忙子程序執行讀寫指令

　　4．寫指令寫數據子程序：

　　void write（uchar i，bit j）

　　{

　　read_busy（）;

　　P0=i;

　　//其中i=0，寫指令；i=1，寫數據；

　　RS=j;

　　RW=0;

　　EN=1;

　　EN=0;

　　}

　　5．延時子程序：

　　void delay（uint c）

　　//功能為提供初始化等其他子程序中的延時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來，中間省略了一步寫指令38H

　　{

　　delay（15）;

　　write（0x38，0）;

　　delay（5）;

　　write（0x38，0）;

　　write（0x08，0）;

　　write（0x01，0）;

　　write（0x06，0）;

　　write（0x0c，0）;

　　}

　　7．顯示單個字符子程序：

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

　　//Y=0，1（起始行），

　　{

　　// X=0~15（起始列），Z=想寫入字符的ASCII碼

　　if（y）

　　//是否顯示在第二行（若在第一行Y=0，不進入IF語句，若在第

　　{

　　//二行，進入IF語句

　　x+=0x40;

　　//第二行起始地址加上列數為字符顯示地址

　　}

　　x+=0x80;

　　//設置數據指針位置

　　write（x，0）;

　　write（z，1）;

　　//寫入數據

　　}

　　8．顯示字符串子程序：

　　void display_lcd_text（uchar y，uchar x，uchar table［］）

　　{

　　//Y（起始行），X（起始列）同字符顯示，table［］字符串數組

　　uchar z=0;

　　uchar t;

　　t=strlen（table）+x;

　　//

　　求得字符串長度加上起始列位置

　　while（x《t）

　　//功能為LCD顯示到字符串最後一個字符，防止字符串

　　{

　　//沒有16個字符，從而不夠位產生亂碼；

　　display_lcd_byte（y，x，table［z］）;

　　//逐位顯示數組內字符

　　x++;

　　z++;

　　}

　　}

　　9．主程序：

　　主程序裡除了放入初始化程序外就是加入自己編寫的顯示子程序，根據你所要的不用功能可以編寫各種類型的顯示子程序，這裡不做詳細介紹，以下舉例為顯示一個字符和顯示字符串的顯示子程序。

　　void main（）

　　{

　　LCD1602（）;

　　init（）;

　　display_lcd_byte（0，0，『A』）;

　　//

　　顯示一個字符

　　display_lcd_text（1，3，table）;

　　//

　　顯示字符串

　　while（1）;

　　}

　　到此，讓LCD1602顯示的操作流程和編程思想基本可以告一段落了，但是1602的功能實現遠不止這些。利用1602你可以做出動態效果的顯示，並且除了顯示一般字符外，1602還支持自定義字符等等其他一些功能，下面在最後簡單介紹下顯示動態效果和自定義字符。

　　一、顯示動態效果：

　　顯示動態效果包括讓一個字符或字符串原位置閃爍，或者前後移動等等。其實動態效果原理很簡單，就是簡單的利用延時。

　　例如讓字符原位置閃爍，可以認為是先讓1602顯示字符，延時一段時間後，可以顯示空格或者直接清屏操作都可以達到讓字符消失不見的效果，再延時一段時間後再讓1602顯示這個字符。

　　同理，讓字符前後移動也是這樣，例如讓字符在第一個位置顯示，延時一段時間後讓其在後面第二個位置顯示，只要顯示地址加1，然後顯示即可。字符串也是同樣的道理。

　　在這裡補充一點就是如何讓字符串從1602第16個地址外進入，動態向前移動。其實可以通過顯示地址表我們知道起始位置開始後1602一行只能顯示16個字符，但是一行的地址卻遠遠不止16個。大家可以看到第一行顯示地址是從00~27，然而能顯示在1602可見範圍的只有00~0F，後面的位置其實就是起到一個緩衝的作用，你完全可以讓字符數據存在在10地址後的RAM中，只不過，我們無法看到就是了，如果存在10前的地址我們就能看到顯示。

　　因此，我們可以先把顯示起始地址設在10地址後的某一個位置，然後讓字符顯示地址每次加1，當加到0F時，我們就可以看到字符串第一個字符出現在1602的最末一位，然後繼續向前移動。

　　下面給出一段字符串移動顯示的例子：

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

　　{

　　if（y）

　　{

　　x+=0x40;

　　}

　　x+=0x80;

　　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，『 』）;

　　}

　　//前兩個子程序是顯示子程序

　　void main（）

　　{

　　uchar i;

　　LCD1602（）;

　　init（）;

　　for（i=16;i》=0;i--）

　　//這裡的循環就是為了字符串從後往前顯示

　　{

　　display_lcd_text（0，i，table0）;

　　//i減一次，首個字符就往前去一位

　　delay（200）;

　　}

　　while（1）;

　　}

　　二、顯示自定義字符：

　　要想顯示自定義字符，首先就得取得想要的圖形或者字符的字模數組，可以通過手動提取的方法，取得相應的字模。

　　如圖所示，對應一個字符顯示區域。每8個字節，組成一個點陣數組。

　　要想讓某一格子顯示就讓那一位為1，每行自定義5位，全白為0x00;全黑為0x1f。一共8行，每行一位數據。

　　將生成的點陣數組保存到CGRAM存儲器中，生成自定義字符。1602內部CGRAM用於自定義的字符點陣的存儲，總共64位元組。由上一步點陣提取可知，每一個字符由8個字節數據組成。所以64位元組CGRAM存儲器，能夠存儲8組自定義字符的點陣數組。按照CGRAM地址劃分為 0~7為第一組，8~15為第二組，依次類推56~63為第8組數據。

　　CHARACTER CODE是數據的顯示地址，0-7的範圍，能存儲8位自定義的字符。（能存八個自定義，每個字符存放的）

　　CGRAM ADDRESS是存儲數據的地址，從0-63共64個字節。存儲64個數據。我們寫入的數據是0x40~0x7F，共128位。（把字符數組內的8個數送進這8個地址，每存完一個字符的8位，下次地址直接轉到0x48）

　　CGRAM DATA 字模每一行5位數據存

　　內部常用字符顯示時，顯示編碼是從0x20開始的。0x00~0x0F是專門留給自定義字符顯示的。0x00~0x07和0x08~0x0F內容是一樣的。例如：調用0x01 位置和0x09位置，顯示的內容是一樣的。

　　LCD1602自定義顯示字符的方式共四步，如下面所示：

　　1.設置向CGRAM中存入這個數據。初始地址是0x40。然後存一位向後加8，

　　總共能存8位自定義的字符。

　　2.然後可以把自定義的數據送入到LCD的CGRAM中。

　　3.向LCD寫指令，送入需要顯示數據的地址。

　　4.向LCD寫指令，把顯示的數據指向LCD的CGRAM存儲的位置，顯示出自定義字符。

　　舉例如下：

　　1.建立一個字符數組；

　　uchar LCD_Data1［］={0x01，0x03，0x1D，0x11，0x1D，0x03，0x01，0x00};

　　2.設置CGRAM地址，寫指令；

　　Write_LCD（0x40，0）;

　　3.把數據送入CGRAM地址內；

　　for（i = 0; i 《 8 ; i ++ ）

　　{

　　Write_LCD（LCD_Data1，1）;

　　}

　　4.寫需要顯示的位置指令；

　　Write_LCD（0x80，0）;

　　5.把CGRAM的0位的數據送向LCD1602，顯示數據存儲的數據；

　　Write_LCD（0x00，1）;