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全方位解析LCD1602特性及单片机显示应用

发表时间: 2024-01-09 作者: lcd显示屏-总成
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  1602液晶也叫1602字符型液晶,它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符,每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有间隔,起到了字符间距和行间距的作用,正因为如此所以它不能很好地显示图形(用自定义CGRAM,显示效果也不好)。

  LCD1602是指显示的内容为16X2,即可以显示两行,每行16个字符液晶模块(显示字符和数字)。

  市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的,控制原理是完全相同的,因此基于HD44780写的控制程序能很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。

  第3脚:V0为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高(对比度过高时会 产生“鬼影”,使用时能够最终靠一个10K的电位器调整对比度)。

  第4脚:RS为寄存器选择,高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。

  指令3:光标和显示模式设置 I/D:光标移动方向,高电平右移,低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效,低电平则无效。

  指令4:显示开关控制。 D:控制整体显示的开与关,高电平表示开显示,低电平表示关显示 C:控制光标的开与关,高电平表示有光标,低电平表示无光标 B:控制光标是否闪烁,高电平闪烁,低电平不闪烁。

  指令5:光标或显示移位 S/C:高电平时移动显示的文字,低电平时移动光标。

  指令6:功能设置命令 DL:高电平时为4位总线位总线 N:低电平时为单行显示,高电平时双行显示 F: 低电平时显示5x7的点阵字符,高电平时显示5x10的点阵字符。

  指令9:读忙信号和光标地址 BF:为忙标志位,高电平表示忙,此时模块不能接收命令或者数据,如果为低电平表示不忙。

  但一行有40个地址,我们只用到前16个地址,第二行也是用前16个地址,对应地址如下

  若想要在屏幕的第一行第一列显示“A”字符,就要在DDRAM的00H地址写入“A”的代码就行了。

  我们向DDRAM里的00H地址送数据时,如数字1的代码,但是并不能显示1出来。这是我们最容易出错的地方,若想向00H处显示数据,则必须将00H加上80H,即0X80H+0X00H,若在01H处则为0X80H+0X01H,依次类推~

  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。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

  从上表能够准确的看出最左边一列是供用户自定义字符的,共有16个,实际只有8个字节可以用,字符码为0000000000000111这8个地址

  LCD1602是51单片机中很重要的模块之一,为了方便新手学习1602,笔者把自己学习1602的一些心得体会拿出来和菜鸟分享,因笔者水平有限,错误在所难免,望大家指正。本文程序基于慧净HJ-1G51开发板。很多程序为本人自己编写,可以直接拿去用。

  在编写LCD1602程序前,我们一定要了解其手册上一些很重要的信息,如果这一些信息不能理解透彻,编程可能会遇到或多或少的问题,在此先大致归纳几点。

  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。

  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,一定要进行读写检测。(即后面的读忙子程序)

  LCD1602内部RAM显示缓冲区地址的映射图,00~0F、40~4F分别对应LCD1602的上下两行的每一个字符,只要往对应的RAM地址写入要显示字符的ASCII代码,就可以显示出来。

  时序图1602手册中有,这里不引用了。时序图很重要,编程就是根据时序图设置寄存器,让LCD工作。

  LCD1602在了解完以上信息后便可以编写,这里我们把程序分为以下几步:

  1.定义LCD1602管脚,包括RS,R/W,E。这里定义是指这些管脚分别接在单片机哪些I/O口上。

  主程序里除了放入初始化程序外就是加入自己编写的显示子程序,根据你所要的不用功能能编写很多类型的显示子程序,这里不做详细介绍,以下举例为显示一个字符和显示字符串的显示子程序。

  到此,让LCD1602显示的操作的过程和编程思想基本能告一段落了,但是1602的功能实现远不止这些。利用1602你能做出动态效果的显示,并且除了显示一般字符外,1602还支持自定义字符等等其他一些功能,下面在最后粗略地介绍下显示动态效果和自定义字符。

  显示动态效果包括让一个字符或字符串原位置闪烁,或者前后移动等等。其实动态效果原理很简单,就是简单的利用延时。

  例如让字符原位置闪烁,可以认为是先让1602显示字符,延时一段时间后,可以显示空格或者直接清屏操作都能够达到让字符消失不见的效果,再延时一段时间后再让1602显示这个字符。

  同理,让字符前后移动也是这样,例如让字符在第一个位置显示,延时一段时间后让其在后面第二个位置显示,只要显示地址加1,然后显示即可。字符串也是同样的道理。

  在这里补充一点就是如何让字符串从1602第16个地址外进入,动态向前移动。其实能够最终靠显示地址表我们大家都知道起始位置开始后1602一行只能显示16个字符,但是一行的地址却远远不止16个。你们可以看到第一行显示地址是从00~27,然而能显示在1602可见范围的只有00~0F,后面的位置其实就是起到一个缓冲的作用,你完全可以让字符数据存在在10地址后的RAM中,只不过,我们无法看到就是了,如果存在10前的地址我们就能看到显示。

  因此,我们可以先把显示起始地址设在10地址后的某一个位置,然后让字符显示地址每次加1,当加到0F时,我们就能够正常的看到字符串第一个字符出现在1602的最末一位,然后继续向前移动。

  要想显示自定义字符,首先就得取得想要的图形或者字符的字模数组,能够最终靠手动提取的方法,取得相应的字模。

  要想让某一格子显示就让那一位为1,每行自定义5位,全白为0x00;全黑为0x1f。一共8行,每行一位数据。

  将生成的点阵数组保存到CGRAM存储器中,生成自定义字符。1602内部CGRAM用于自定义的字符点阵的存储,总共64字节。由上一步点阵提取可知,每一个字符由8个字节数据组成。所以64字节CGRAM存储器,能够存储8组自定义字符的点阵数组。按照CGRAM地址划分为 0~7为第一组,8~15为第二组,依次类推56~63为第8组数据。

  CHARACTER CODE是数据的显示地址,0-7的范围,能存储8位自定义的字符。(能存八个自定义,每个字符存放的)

  CGRAM ADDRESS是存储数据的地址,从0-63共64个字节。存储64个数据。我们写入的数据是0x40~0x7F,共128位。(把字符数组内的8个数送进这8个地址,每存完一个字符的8位,下次地址直接转到0x48)

  内部常用字符显示时,显示编码是从0x20开始的。0x00~0x0F是专门留给自定义字符显示的。0x00~0x07和0x08~0x0F内容是一样的。例如:调用0x01 位置和0x09位置,显示的内容是一样的。

  1.设置向CGRAM中存入这个数据。初始地址是0x40。然后存一位向后加8,

  4.向LCD写指令,把显示的数据指向LCD的CGRAM存储的位置,显示出自定义字符。