1、LCD1602的电路图和程序LCD1602的电路图和程序 作者： 日期： MS基于1602字符型液晶显示器的显示系统 姓名：杨越 班级：电子11-1 学号：1104001041、实习目的(1)了解飞思卡尔单片机的基本原理，掌握其基本的工作流程。(2)了解LCD1602的基本原理及用法。(3)能够熟练使用CodeWarrior软件编写C语言程序，使用BDM仿真器下载程序。（4）能够熟练焊接电路板。二、实验设备与器件CodeWarrior软件，BDM仿真器，万用电路板,飞思卡尔单片机，LCD1602液晶显示器,三、实验内容内容：利用飞思卡尔单片机制作基于1602字符液晶显示器的显示系统要求：用四个
2、按键控制，按下第一个按键显示1，按下第二个按键显示2，以此类推。（1）LCD1602液晶显示器的原理：1602共16个管脚，但是编程用到的主要管脚不过三个，分别为：RS(数据命令选择端),R/W（读写选择端）,E（使能信号）;以后编程便主要围绕这三个管脚展开进行初始化，写命令，写数据。以下具体阐述这三个管脚：RS为寄存器选择，高电平选择数据寄存器，低电平选择指令寄存器。R/W为读写选择，高电平进行读操作，低电平进行写操作。E端为使能端，后面和时序联系在一起。 除此外，D0D7分别为8位双向数据线。操作时序：RSR/W操作说明00写入指令码D0D701读取输出的D0D7状态字10写入数据D0D7
3、11从D0D7读取数据注：关于E=H脉冲开始时初始化E为0，然后置E为1，再清0.读取状态字时，注意D7位，D7=1，禁止读写操作；D7=0，允许读写操作；所以对控制器每次进行读写操作前，必须进行读写检测。（即后面的读忙子程序）指令集：LCD_1602 初始化指令小结：0x38 设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口0x01 清屏0x0F 开显示，显示光标，光标闪烁0x08 只开显示0x0e 开显示，显示光标，光标不闪烁0x0c 开显示，不显示光标0x06 地址加1，当写入数据的时候光标右移0x02 地址计数器AC=0;（此时地址为0x80） 光标归原点，但是DDRAM中断内容不变0x18
4、 光标和显示一起向左移动(2)飞思卡尔单片机的功能及特点：MC9S12XS128 是 16 位单片机，由 16 位中央处理单元（CPU12X）、128KB 程序、Flash(P-lash)、8KB RAM、8KB 数据 Flash(D-lash)组成片内存储器。主要功能模块包括：内部存储器， 内部 PLL 锁相环模块 ，2 个异步串口通讯 SCI ，1个串行外设接口 SPI MSCAN 模块 ，1 个 8 通道输入/输出比较定时器模块 TIM ，周期中断定时器模块 PIT ，16 通道 A/D 转换模块 ADC ，1 个 8 通道脉冲宽度调制模块 PWM ，输入/输出数字 I/O 口。 本次设
5、计中主要用到PORTA,PORTB端口：PORTA：PORTA 为通用 I/O 口, 共 8 个,作为通用数字 I/O 口使用,未集成特殊功能.主要配置寄存器有：数据寄存器 PORTA、数据方向寄存 DDRA、上拉电阻控制寄存器PUCR 和驱动控制寄存器 RDR。a. 数据寄存器 PORTA通过写 1/0 使单片机对应引脚输出高低电平，或通过读取数据寄存器获得对应引脚的高低电平值 。例：PORTA_PB0=1b. 数据方向寄存器 DDRADDRA 寄存器配置引脚为输出口还是输入口，“0”，输入口；“1”，输出口。MCU 复位后，DDRA 值为 0x00, 引脚默认为输入口。例：DDRA=0xF
6、F /配置 PORTA 口为输出 PORTB：PORTB 为通用数字 I/O 口, 共 8 个。其使用与 PORTA 基本一样。主要配置寄存器有：数据寄存器 PORTB、数据方向寄存 DDRB。上拉电阻控制寄存器 PUCR 和驱动控制寄存器 RDR 与 PORTA 、PORTB、PORTE、PORTK 共用。a.数据寄存器 PORTBb.数据方向寄存器 DDRB四、原理图： 器件说明：LCD1602 （16管脚），2个排阻，4个10k电阻，一个1K电阻，飞思卡尔芯片（64管脚） 管脚连接：VSSGND DB6PB6VCCVCCDB7PB7VEEGNDAVCCRSPA0KGNDRWPA1K1PA
7、4EPA2K2PA5DB0PB0K4PA6DB1PB1K4PA7DB2PB2DB3PB3DB4PB4 DB5PB5五、流程图 否 是 六、程序设计1.void PLL_Init(void):内部锁相环模块，单片机使用PLL功能能够获得更高的总线频率，这对于需要提高单片机运行速度的应用场合非常必要。2. void LCD_init(void)：初始化LCD1602液晶显示屏，3. void LCD_write_command(uchar dat)：写指令4. void LCD_write_data(uchar dat)：写数据5. void LCD_disp_char(uchar x,uchar
8、 y,uchar dat)：显示字符6. void main(void)：主函数#include /* common defines and macros */#include derivative.h /* derivative-specific definitions */#include MC9S12XS128.h unsigned char a=0; unsigned char b=0; unsigned char c=0; unsigned char d=0; void PLL_Init(void) /PLLCLK=2*OSCCLK*(SYNR+1)/(REFDV+1) /锁相环时钟
9、=2*16*(2+1)/(1+1)=48MHz REFDV=1; /总线时钟=48/2=24MHz SYNR=2; while(!(CRGFLG&0x08); CLKSEL=0x80; /选定锁相环时钟 # define LCD_DB PORTB# define LCD_RS PORTA_PA0# define LCD_RW PORTA_PA1# define LCD_E PORTA_PA2void LCD_init(void);/初始化函数void LCD_write_command(uchar command);/写指令函数void LCD_write_data(uchar dat);/写
10、数据函数void LCD_disp_char(uchar x,uchar y,uchar dat);/在某个屏幕位置上显示一个字符,X（0-16),y(1-2)/void LCD_check_busy(void);/检查忙函数。我没用到此函数，因为通过率极低。void delay_n25us(uint n);/延时函数/*/*初始化函数*void LCD_init(void)LCD_write_command(0x38);/设置8位格式，2行，5x7LCD_write_command(0x0c);/整体显示，关光标，不闪烁LCD_write_command(0x06);/设定输入方式，增量不移
11、位LCD_write_command(0x01);/清除屏幕显示delay_n25us(10);/实践证明，我的LCD1602上，用for循环200次就能可靠完成清屏指令。/LCD_write_command(0x06);/LCD_write_command(0x0c);/*/*写指令函数*void LCD_write_command(uchar dat)LCD_DB=dat;delay_n25us(1);LCD_RS=0;delay_n25us(1);/指令LCD_RW=0;delay_n25us(1);/写入LCD_E=1;delay_n25us(1);/允许LCD_E=0;delay_n
12、25us(1);/实践证明，我的LCD1602上，用for循环1次就能完成普通写指令。 /*/*写数据函数*void LCD_write_data(uchar dat)LCD_DB=dat;delay_n25us(1);LCD_RS=1;delay_n25us(1);/数据LCD_RW=0;delay_n25us(1);/写入LCD_E=1;delay_n25us(1);/允许LCD_E=0;delay_n25us(1);delay_n25us(1);/*/*显示一个字符函数*void LCD_disp_char(uchar x,uchar y,uchar dat)uchar address;
13、if(y=1) address=0x80+x;else address=0xc0+x;LCD_write_command(address);LCD_write_data(dat);/*/*检查忙函数*void LCD_check_busy() /实践证明，在我的LCD1602上，检查忙指令通过率极低，以 /至于不能正常使用LCD。因此我没有再用检查忙函数。而使do /用了延时的方法，延时还是非常好用的。我试了一下，用 LCD_E=0; /for循环作延时，普通指令只要1次循就可完成。清屏指令 LCD_RS=0; /要用200次循环便能完成。 LCD_RW=1; LCD_DB=0xff; LCD
14、_E=1; while(LCD_DB7=1);*/*延时函数*void delay_n25us(uint n) uint i=0; uchar j=0; for(i=n;i0;i-) for(j=0;j2;j+); /在这个延时循环函数中我只做了2次循环， /实践证明我的LCD1602上普通的指令只需1次循环就能可靠完成。/*void check_key(void) /判断按键是否可以控制单片机（如果键入正常，则单片机上的LED会亮 if(!PORTAB_PA4) PORTE_PE5 = 0; a=1; else if(!PORTAB_PA5) PORTE_PE5 = 0; a=2; else
15、 if(!PORTAB_PA6) PORTE_PE5 = 0; a=3; else if(!PORTAB_PA7) PORTE_PE5 = 0; a=4; else PORTE_PE5 = 1;/*主函数*void port_init() DDRB=0XFF; DDRA=0XFF; PORTB=0XFF;void main(void) /PLL_Init(); port_init(); LCD_init(); DDRE_DDRE5 = 1; PORTE_PE5 = 1; /不亮 /*DDRA_DDRA0 = 1; DDRA_DDRA1 = 1; DDRA_DDRA2 = 1; DDRA_DDR
16、A3 = 1;*/ DDRA_DDRA4 = 0; /SET PORTA I/O INPUT DDRA_DDRA5 = 0; DDRA_DDRA6 = 0; DDRA_DDRA7 = 0; PORTAB_PA4 = 1; PORTAB_PA5 = 1; PORTAB_PA6 = 1; PORTAB_PA7 = 1;/LCD_disp_char(4,2,1); for(;) _FEED_COP(); /* feeds the dog */ check_key(); /检查按键 while(1) /*if (a=1) delay(10);*/ /延时去抖 if(a=1) LCD_disp_char
17、(0,2,1); /在LCD第二行第一位输出1 /*else if (a=2) delay(10);*/ /延时去抖 else if(a=2) LCD_disp_char(1,2,2); /在LCD第二行第二位输出2 /*else if (a=3) delay(10);*/ /延时去抖 else if(a=3) LCD_disp_char(2,2,3); /在LCD第二行第3位输出3 /*else if (a=4)/延时去抖 delay(10);*/ else if(a=4) LCD_disp_char(3,2,4); /在LCD第二行第4位输出4 / else LCD_disp_char(1
18、2,1,0); / / LCD_disp_char(2,1,2); /* loop forever */ /* please make sure that you never leave main */七、调试过程(1)使用Altium画出电路图：在电路图设计过程中，注明所用器件名称，规格，注意管脚的连接，尽可能让电路原理图规范，正确，方便看图焊接的工作。（2）测量电路焊接是否正常：焊接好电路板后，首先用万用表测试是否连通，将表笔两端分别置于连接的两管脚，将万用表开关置于分贝档，若有响声，则电路已经联通，分别测试该设计所用的所有管脚。（3）检验输入I0：用万用表分别检测4个按键，看按键是否起到
19、输入作用。将万用表开关置于电压档，分别测试按键按下前后的单片机电压。若按键前电压为5v，按键后为0，则说明按键起到了输入的作用。（4）输出IO端口：输出口主要检验lcd1602的显示情况，首先用万用表测试，检查LCD1602管脚链接是否有问题。注：LCD1602的VEE串联一个电位器后接地，通过调节电位器，调节显示对比度，否则即使初始化程序正确，字符也可能显示不出来。（5）程序：程序中主要注意Lcd1602显示部分，因为LCD1602相对于单片机速度比较慢，所以在编写程序时应注意加延时。八、遇到的问题及解决办法 （1）初次焊接LCD1602后，屏幕不亮首先检查了电路板的焊接，及查阅了LCD16
20、02的数据手册，因为使用的1602为16个管脚，需要将BLK接电源。（2）BDM仿真器下载不上程序 重新安装BDM仿真器，确认文件已拷入相应的路径。（3）重复下载程序后lLCD1602不显示 在检查硬件电路没有问题后，检查程序，并单步执行，发现初始化1602时循环次数设置过高。（4）LCD1602初始化成功后不能正常显示字符根据LCD1602连接电路图，发现D0-D7应接10K左右的排阻，然后与核心板引脚相连。 (5)LCD1602显示比较模糊 根据1602的使用手册，V0与GND相连的中间应接入10K左右电阻，并且电阻值越小对比度越大。（6）按键不起作用检查电路连接，发现上拉电阻接法错误，并
21、改正。（7）按键输入的数字显示并不稳定在检查硬件电路没问题后，检查程序，查阅资料当得知，LCD1602需要初始化且速度较慢，所以应在初始化LCD1602时加入延时。九、附：图片截屏图1.使用FreescaleCodeWarrior软件编写程序图2.使用BDM仿真器下载程序图3.硬件电路板设计： 九、 实验总结与体会通过本次实习，使我对LCD1602及飞思卡尔单片机的应用都有了很深的理解，这是第一次独立的把软件及硬件相结合，包括改写程序及焊接电路板，整个过程中也有不成功的时候，例如在硬件的电路设计时，忽略了上拉电阻，导致LCD根本不能显示，在软件编程方面，因为缺少延时，LCD显示不正常，但经过不断修改检验，最终完成了本次的实习项目，使我对电子信息工程这个专业也有了深入的了解。
