LCD1602和LM016l中文资料(程序和使用说明).pdf
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LM016l与与LCD1602原理是一样的原理是一样的,只不过只不过PROTEUS中中016没显示调没显示调亮度的那两个端口亮度的那两个端口,但并不影响但并不影响。
在日常生活中在日常生活中,我们对液晶显示器并不陌生我们对液晶显示器并不陌生。
液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件件,如在计算器如在计算器、万用表万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到电子表及很多家用电子产品中都可以看到,显示的主要是数字显示的主要是数字、专用符号和图形专用符号和图形。
在单片机的人机交流界面中在单片机的人机交流界面中,一般的输出方式有以下几种一般的输出方式有以下几种:
发光管发光管、LED数码管数码管、液晶显示器液晶显示器。
发光管和发光管和LED数码管比较常用数码管比较常用,软硬件都比较简单软硬件都比较简单,在前面章节已在前面章节已经介绍过经介绍过,在此不作介绍在此不作介绍,本章重点介绍字符型液晶显示器的应用本章重点介绍字符型液晶显示器的应用。
在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点:
显示质量高显示质量高由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度,恒定发光恒定发光,而不像阴而不像阴极射线管显示器极射线管显示器(CRT)那样需要不断刷新新亮点那样需要不断刷新新亮点。
因此因此,液晶显示器画质高且不会闪烁液晶显示器画质高且不会闪烁。
数字式接口数字式接口液晶显示器都是数字式的液晶显示器都是数字式的,和单片机系统的接口更加简单可靠和单片机系统的接口更加简单可靠,操作更加方便操作更加方便。
体积小体积小、重量轻重量轻液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的,在重量上比相同显在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多示面积的传统显示器要轻得多。
功耗低功耗低相对而言相对而言,液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上上,因而耗电量比其它显因而耗电量比其它显示器要少得多示器要少得多。
1081液晶显示简介液晶显示简介液晶显示原理液晶显示原理液晶显示的原理是利用液晶的物理特性液晶显示的原理是利用液晶的物理特性,通过电压对其显示区域进行控制通过电压对其显示区域进行控制,有电就有显示有电就有显示,这样即可以显示出图形这样即可以显示出图形。
液晶显示器具有厚度薄液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动适用于大规模集成电路直接驱动、易于易于实现全彩色显示的特点实现全彩色显示的特点,目前已经被广泛应用在便携式电脑目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机数字摄像机、PDA移动通信移动通信工具等众多领域工具等众多领域。
液晶显示器的分类液晶显示器的分类液晶显示的分类方法有很多种液晶显示的分类方法有很多种,通常可按其显示方式分为段式通常可按其显示方式分为段式、字符式字符式、点阵式等点阵式等。
除了除了黑白显示外黑白显示外,液晶显示器还有多灰度有彩色显示等液晶显示器还有多灰度有彩色显示等。
如果根据驱动方式来分如果根据驱动方式来分,可以分为静可以分为静态驱动态驱动(Static)、单纯矩阵驱动单纯矩阵驱动(SimpleMatrix)和主动矩阵驱动和主动矩阵驱动(ActiveMatrix)三种三种。
液晶显示器各种图形的显示原理液晶显示器各种图形的显示原理:
线段的显示线段的显示点阵图形式液晶由点阵图形式液晶由MN个显示单元组成个显示单元组成,假设假设LCD显示屏有显示屏有64行行,每行有每行有128列列,每每8列对应列对应1字节的字节的8位位,即每行由即每行由16字节字节,共共168=128个点组成个点组成,屏上屏上6416个显示单元个显示单元与显示与显示RAM区区1024字节相对应字节相对应,每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。
例如例如屏的第一行的亮暗由屏的第一行的亮暗由RAM区的区的000H00FH的的16字节的内容决定字节的内容决定,当当(000H)=FFH时时,则屏幕的左上角显示一条短亮线则屏幕的左上角显示一条短亮线,长度为长度为8个点个点;当当(3FFH)=FFH时时,则屏幕的右则屏幕的右下角显示一条短亮线下角显示一条短亮线;当当(000H)=FFH,(001H)=00H,(002H)=00H,(00EH)=00H,(00FH)=00H时时,则在屏幕的顶部显示一条由则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和段亮线和8条暗线组成的虚线条暗线组成的虚线。
这这就是就是LCD显示的基本原理显示的基本原理。
字符的显示字符的显示用用LCD显示一个字符时比较复杂显示一个字符时比较复杂,因为一个字符由因为一个字符由68或或88点阵组成点阵组成,既要找到和显示既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的区的8字节字节,还要使每字节的不同位为还要使每字节的不同位为“1”,其它的为其它的为“0”,为为“1”的点亮的点亮,为为“0”的不亮的不亮。
这样一来就组成某个字符这样一来就组成某个字符。
但由于内带字符发生器的控但由于内带字符发生器的控制器来说制器来说,显示字符就比较简单了显示字符就比较简单了,可以让控制器工作在文本方式可以让控制器工作在文本方式,根据在根据在LCD上开始显上开始显示的行列号及每行的列数找出显示示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址对应的地址,设立光标设立光标,在此送上该字符对应的代在此送上该字符对应的代码即可码即可。
汉字的显示汉字的显示汉字的显示一般采用图形的方式汉字的显示一般采用图形的方式,事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码(一般用字模一般用字模提取软件提取软件),每个汉字占每个汉字占32B,分左右两半分左右两半,各占各占16B,左边为左边为1、3、5右边为右边为2、4、6根据在根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示RAM对应的地址对应的地址,设立光标设立光标,送上要显示的汉字的第一字节送上要显示的汉字的第一字节,光标位置加光标位置加1,送第二个字节送第二个字节,换行按列对齐换行按列对齐,送第三个字送第三个字节节直到直到32B显示完就可以显示完就可以LCD上得到一个完整汉字上得到一个完整汉字。
10821602字符型字符型LCD简介简介字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字数字、符号等点阵式符号等点阵式LCD,目前常用目前常用16*1,16*2,20*2和和40*2行等的模块行等的模块。
下面以长沙太阳人电子有限公司的下面以长沙太阳人电子有限公司的1602字符型液晶显示字符型液晶显示器为例器为例,介绍其用法介绍其用法。
一般一般1602字符型液晶显示器实物如图字符型液晶显示器实物如图10-53:
图图10-531602字符型液晶显示器实物图字符型液晶显示器实物图108.2.11602LCD的基本参数及引脚功能的基本参数及引脚功能1602LCD分为带背光和不带背光两种分为带背光和不带背光两种,基控制器大部分为基控制器大部分为HD44780,带背光的比不带背光带背光的比不带背光的厚的厚,是否带背光在应用中并无差别是否带背光在应用中并无差别,两者尺寸差别如下图两者尺寸差别如下图10-54所示所示:
图图10-541602LCD尺寸图尺寸图1602LCD主要技术参数主要技术参数:
显示容量显示容量:
162个字符个字符芯片工作电压芯片工作电压:
4.55.5V工作电流工作电流:
2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压模块最佳工作电压:
5.0V字符尺寸字符尺寸:
2.954.35(WH)mm引脚功能说明引脚功能说明1602LCD采用标准的采用标准的14脚脚(无背光无背光)或或16脚脚(带背光带背光)接口接口,各引脚接口说明如表各引脚接口说明如表10-13所示所示:
编号编号符号符号引脚说明引脚说明编号编号符号符号引脚说明引脚说明1VSS电源地电源地9D2数据数据2VDD电源正极电源正极10D3数据数据3VL液晶显示偏压液晶显示偏压11D4数据数据4RS数据数据/命令选择命令选择12D5数据数据5R/W读读/写选择写选择13D6数据数据6E使能信号使能信号14D7数据数据7D0数据数据15BLA背光源正极背光源正极8D1数据数据16BLK背光源负极背光源负极表表10-13:
引脚接口说明表引脚接口说明表第第1脚脚:
VSS为地电源为地电源。
第第2脚脚:
VDD接接5V正电源正电源。
第第3脚脚:
VL为液晶显示器对比度调整端为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱接正电源时对比度最弱,接地时对比度最高接地时对比度最高,对对比度过高时会产生比度过高时会产生“鬼影鬼影”,使用时可以通过一个使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度的电位器调整对比度。
第第4脚脚:
RS为寄存器选择为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器低电平时选择指令寄存器。
第第5脚脚:
R/W为读写信号线为读写信号线,高电平时进行读操作高电平时进行读操作,低电平时进行写操作低电平时进行写操作。
当当RS和和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当当RS为低电平为低电平R/W为高电平时可以读忙信为高电平时可以读忙信号号,当当RS为高电平为高电平R/W为低电平时可以写入数据为低电平时可以写入数据。
第第6脚脚:
E端为使能端端为使能端,当当E端由高电平跳变成低电平时端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令液晶模块执行命令。
第第714脚脚:
D0D7为为8位双向数据线位双向数据线。
第第15脚脚:
背光源正极背光源正极。
第第16脚脚:
背光源负极背光源负极。
108231602LCD的指令说明及时序的指令说明及时序1602液晶模块内部的控制器共有液晶模块内部的控制器共有11条控制指令条控制指令,如表如表10-14所示所示:
序号序号指令指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示清显示00000000012光标返回光标返回000000001*3置输入模式置输入模式00000001I/DS4显示开显示开/关控制关控制0000001DCB5光标或字符移位光标或字符移位000001S/CR/L*6置功能置功能00001DLNF*7置字符发生存贮器地址置字符发生存贮器地址0001字符发生存贮器地址字符发生存贮器地址8置数据存贮器地址置数据存贮器地址001显示数据存贮器地址显示数据存贮器地址9读忙标志或地址读忙标志或地址01BF计数器地址计数器地址10写数到写数到CGRAM或或DDRAM)10要写的数据内容要写的数据内容11从从CGRAM或或DDRAM读数读数11读出的数据内容读出的数据内容表表10-14:
控制命令表控制命令表1602液晶模块的读写操作液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。
(说明说明:
1为高为高电平电平、0为低电平为低电平)指令指令1:
清显示清显示,指令码指令码01H,光标复位到地址光标复位到地址00H位置位置。
指令指令2:
光标复位光标复位,光标返回到地址光标返回到地址00H。
指令指令3:
光标和显示模式设置光标和显示模式设置I/D:
光标移动方向光标移动方向,高电平右移高电平右移,低电平左移低电平左移S:
屏幕上所屏幕上所有文字是否左移或者右移有文字是否左移或者右移。
高电平表示有效高电平表示有效,低电平则无效低电平则无效。
指令指令4:
显示开关控制显示开关控制。
D:
控制整体显示的开与关控制整体显示的开与关,高电平表示开显示高电平表示开显示,低电平表示关低电平表示关显示显示C:
控制光标的开与关控制光标的开与关,高电平表示有光标高电平表示有光标,低电平表示无光标低电平表示无光标B:
控制光标是否闪控制光标是否闪烁烁,高电平闪烁高电平闪烁,低电平不闪烁低电平不闪烁。
指令指令5:
光标或显示移位光标或显示移位S/C:
高电平时移动显示的文字高电平时移动显示的文字,低电平时移动光标低电平时移动光标。
指令指令6:
功能设置命令功能设置命令DL:
高电平时为高电平时为4位总线位总线,低电平时为低电平时为8位总线位总线N:
低电平时为单低电平时为单行显示行显示,高电平时双行显示高电平时双行显示F:
低电平时显示低电平时显示5x7的点阵字符的点阵字符,高电平时显示高电平时显示5x10的点阵的点阵字符字符。
指令指令7:
字符发生器字符发生器RAM地址设置地址设置。
指令指令8:
DDRAM地址设置地址设置。
指令指令9:
读忙信号和光标地址读忙信号和光标地址BF:
为忙标志位为忙标志位,高电平表示忙高电平表示忙,此时模块不能接收命令或此时模块不能接收命令或者数据者数据,如果为低电平表示不忙如果为低电平表示不忙。
指令指令10:
写数据写数据。
指令指令11:
读数据读数据。
与与HD44780相兼容的芯片时序表如下相兼容的芯片时序表如下:
读状态读状态输入输入RS=L,R/W=H,E=H输出输出D0D7=状态字状态字写指令写指令输入输入RS=L,R/W=L,D0D7=指令码指令码,E=高高脉冲脉冲输出输出无无读数据读数据输入输入RS=H,R/W=H,E=H输出输出D0D7=数据数据写数据写数据输入输入RS=H,R/W=L,D0D7=数据数据,E=高脉高脉冲冲输出输出无无表表10-15:
基本操作时序表基本操作时序表读写操作时序如图读写操作时序如图10-55和和10-56所示所示:
图图10-55读操作时序读操作时序图图10-56写操作时序写操作时序108241602LCD的的RAM地址映射及标准字库表地址映射及标准字库表液晶显示模块是一个慢显示器件液晶显示模块是一个慢显示器件,所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平电平,表示不忙表示不忙,否则此指令失效否则此指令失效。
要显示字符时要先输入显示字符地址要显示字符时要先输入显示字符地址,也就是告诉模也就是告诉模块在哪里显示字符块在哪里显示字符,图图10-57是是1602的内部显示地址的内部显示地址。
图图10-571602LCD内部显示地址内部显示地址例如第二行第一个字符的地址是例如第二行第一个字符的地址是40H,那么是否直接写入那么是否直接写入40H就可以将光标定位在第二行就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢第一个字符的位置呢?
这样不行这样不行,因为写入显示地址时要求最高位因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平恒定为高电平1所以所以实际写入的数据应该是实际写入的数据应该是01000000B(40H)+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。
在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式,在液晶模块显示字符时光标是自动右移的在液晶模块显示字符时光标是自动右移的,无需人工干预无需人工干预。
每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。
1602液晶模块内部的字符发生存储器液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了已经存储了160个不同的点阵字符图形个不同的点阵字符图形,如图如图10-58所示所示,这些字符有这些字符有:
阿拉伯数字阿拉伯数字、英文字母的大小写英文字母的大小写、常用的符号常用的符号、和日文假名和日文假名等等,每一个字符都有一个固定的代码每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母比如大写的英文字母“A”的代码是的代码是01000001B(41H),显示时模块把地址显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母我们就能看到字母“A”图图10-58字符代码与图形对应图字符代码与图形对应图108251602LCD的一般初始化的一般初始化(复位复位)过程过程延时延时15mS写指令写指令38H(不检测忙信号不检测忙信号)延时延时5mS写指令写指令38H(不检测忙信号不检测忙信号)延时延时5mS写指令写指令38H(不检测忙信号不检测忙信号)以后每次写指令以后每次写指令、读读/写数据操作均需要检测忙信号写数据操作均需要检测忙信号写指令写指令38H:
显示模式设置显示模式设置写指令写指令08H:
显示关闭显示关闭写指令写指令01H:
显示清屏显示清屏写指令写指令06H:
显示光标移动设置显示光标移动设置写指令写指令0CH:
显示开及光标设置显示开及光标设置10831602LCD的软硬件设计实例的软硬件设计实例在在1602LCD第一行显示网站名第一行显示网站名:
在第二行显示联系电话在第二行显示联系电话:
0571-85956028。
实验前应先将显示切换开关切换到实验前应先将显示切换开关切换到LCD工作状态工作状态。
图图10-591602LCD实验演示图实验演示图10831硬件原理图硬件原理图1602液晶显示模块可以和单片机液晶显示模块可以和单片机AT89C51直接接口直接接口,电路如图电路如图10-60所示所示。
图图10-60硬件原理图硬件原理图10832程序流程图程序流程图图图10-61软件流程图软件流程图10833软件代码软件代码#include#includesbitrs=P20;sbitrw=P21;sbitep=P22;unsignedcharcodedis1=;unsignedcharcodedis2=0571-85956028;voiddelay(unsignedcharms)unsignedchari;while(ms-)for(i=0;i250;i+)_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();bitlcd_bz()bitresult;rs=0;rw=1;ep=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();result=(bit)(P0&0x80);ep=0;returnresult;voidlcd_wcmd(unsignedcharcmd)while(lcd_bz();/判断判断LCD是否忙碌是否忙碌rs=0;rw=0;ep=0;_nop_();_nop_();P0=cmd;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep=0;voidlcd_pos(unsignedcharpos)lcd_wcmd(pos|0x80);voidlcd_wdat(unsignedchardat)while(lcd_bz();/判断判断LCD是否忙碌是否忙碌rs=1;rw=0;ep=0;P0=dat;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep=0;voidlcd_init()lcd_wcmd(0x38);delay
(1);lcd_wcmd(0x0c);delay
(1);lcd_wcmd(0x06);delay
(1);lcd_wcmd(0x01);delay
(1);voidmain(void)unsignedchari;lcd_init();/初始化初始化LCDdelay(10);lcd_pos(0x01);/设置显示位置设置显示位置i=0;while(dis1i!
=0)lcd_wdat(dis1i);/显示字符显示字符i+;lcd_pos(0x42);/设置显示位置设置显示位置i=0;while(dis2i!
=0)lcd_wdat(dis2i);/显示字符显示字符i+;
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