1、1LCD1602的單片機(jī)驅(qū)動詳解一接口LCD1602 是很多單片機(jī)愛好者較早接觸的字符型液晶顯示器，它的主控芯片是HD44780或者其它兼容芯片。剛開始接觸它的大多是單片機(jī)的初學(xué)者。由于對它的不了解，不能隨心所欲地對它進(jìn)行驅(qū)動。經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)，我對它的驅(qū)動有了一點(diǎn)點(diǎn)心得，今天把它記錄在這里，以備以后查閱。與此相仿的是LCD12864 液晶顯示器，它是一種圖形點(diǎn)陣顯示器，能顯示的內(nèi)容比 LCD1602 要豐富得多，除了普通字符外，還可以顯示點(diǎn)陣圖案， 帶有漢字庫 的還可以顯示漢字， 它的并行驅(qū)動方式與 LCD1602 相差無幾，所以，在這里花點(diǎn)時間是值得 的。一般來說，LCD1602 有 1

2、6 條引腳，據(jù)說還有 14 條引腳的，與 16 腳的相比缺少了背光 電源 A（15腳）和地線 K（16 腳）。我手里這塊 LCD1602 的型號是 HJ1602A,是繪晶科技公司的 產(chǎn)品，它有 16條引腳。如圖 1 所示：圖 1再來一張它的背面的，如圖 2 所示：圖 2它的 16 條引腳定義如下:引腳號符號引腳說明引腳號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)端口2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)端口3VO偏壓信號11D4數(shù)據(jù)端口4RS命令/數(shù)據(jù)12D5數(shù)據(jù)端口5RW讀/寫13D6數(shù)據(jù)端口6E使能14D7數(shù)據(jù)端口27D0數(shù)據(jù)端口15A背光正極8D1數(shù)據(jù)端口16K背光負(fù)極對這個表的說明：1.VSS 接電源

3、地。2.VDD 接 +5 乂3.VO 是液晶顯示的偏壓信號，可接10K 的 3296 精密電位器。或同樣阻值的RM065/RM063 藍(lán)白可調(diào)電阻。見圖 3。V0VDD|-卜VSS10K圖 34.RS 是命令/數(shù)據(jù)選擇引腳，接單片機(jī)的一個I/O，當(dāng) RS 為低電平時，選擇命令；當(dāng) RS 為高電平時，選擇數(shù)據(jù)。5.RW 是讀/寫選擇引腳，接單片機(jī)的一個I/O，當(dāng) RW 為低電平時，向 LCD1602 寫入命令或數(shù)據(jù)；當(dāng) RW 為高電平時，從 LCD1602 讀取狀態(tài)或數(shù)據(jù)。如果不需要進(jìn)行讀取操作，可以直接將其接 VSS6.E,執(zhí)行命令的使能引腳，接單片機(jī)的一個I/O。7.D0 D7,并行數(shù)據(jù)輸入

4、/輸出引腳， 可接單片機(jī)的 PO P3 任意的 8 個 I/O 口。 如 果接 P0 口，P0 口應(yīng)該接 4.7K 10K 的上拉電阻。如果是 4 線并行驅(qū)動，只須接 4 個 I/O 口。8.A 背光正極，可接一個 1047 歐的限流電阻到 VDD9.K 背光負(fù)極，接 VSS 見圖 4 所示。圖 4二.基本操作LCD1602 的基本操作分為四種:1.讀狀態(tài):輸入RS=0 RW=1 =高脈沖。輸出:D0- D7 為狀態(tài)字。2.讀數(shù)據(jù):輸入RS=1, RW=1 =高脈沖。輸出:D0- D7 為數(shù)據(jù)。3.寫命令:輸入RS=0 RW=0 =高脈沖。輸出: 無。4.寫數(shù)據(jù):輸入RS=1, RW=0=高脈

5、沖。輸出:無。讀操作時序圖（如圖 5）:3圖 5寫操作時序圖（如圖 6）:時序時間參數(shù)（如圖 7）:持號謂試條件典型謹(jǐn)E倍號周期tv-啊til WEE脈沖畫度tn150二nE上升沿/下降諳時閭t, tF25ns地址毬吋倒t鉀30ns引腳E. RS. R/W地址保持時間tndi10立時間:讀攙作tfl-100n引JfflDBO -OB?粧摒保持時間；讀權(quán)作）20-ns數(shù)驚環(huán)立時廊寫攝作】如40-ns離據(jù)保持時問（耳按作）1臧10-ns三.DDRAMCGRO 和 CGRAMDDRAM（Display Data RAM）就是顯示數(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

6、應(yīng)關(guān)系如下（如圖 8）:4LCD代字X2行00010203 04 05 06 07 0B 09A0E0C0D0E QF W27404142 43 44L_4547 4E 49 4A 4B 4C 4D 4E 4F 50 1 *圖 8DDRAM 相當(dāng)于計算機(jī)的顯存，我們?yōu)榱嗽谄聊簧巷@示字符，就把字符代碼送入顯存，這樣該 字符就可以顯示在屏幕上了。同樣LCD1602 共有 80 個字節(jié)的顯存，即 DDRAM但 LCD1602的顯示屏幕只有 16X2 大小，因此，并不是所有寫入 DDRAM 的字符代碼都能在屏幕上顯示出 來，只有寫在上圖所示范圍內(nèi)的字符才可以顯示出來，寫在范圍外的字符不能顯示出來。這樣

7、，我們在程序中可以利用下面的“光標(biāo)或顯示移動指令”使字符慢慢移動到可見的顯示范 圍內(nèi)，看到字符的移動效果。前面說了，為了在液晶屏幕上顯示字符，就把字符代碼送入DDRAM 例如，如果想在屏幕左上角顯示字符A,那么就把字符A的字符代碼 41H 寫入 DDRA 的 00H 地址處即可。至 于怎么寫入，后面會有說明。那么為什么把字符代碼寫入DDRA M 就可以在相應(yīng)位置顯示這個代碼的字符呢？我們知道，LCD1602 是一種字符點(diǎn)陣顯示器，為了顯示一種字符的字形，必須要有這個字符的字模數(shù)據(jù)，什么叫字符的字模數(shù)據(jù)，看看下面的這個圖就明白了(如圖9)。01110OIIBO10001 OOOB10001 OO

8、OB10001 OOOB11111 10001 OOOH10001 OOOH圖 9上圖的左邊就是字符A 的字模數(shù)據(jù)，右邊就是將左邊數(shù)據(jù)用“O”代表0,用“”代表 1。從而顯示出A 這個字形。從下面的圖可以看出，字符 A 的高 4 位是 0100,低 4 位是 0001，合在一起就是 01000001b，即 41H。它恰好與該字符的 ASCII 碼一致，這樣就給 了我們很大的方便，我們可以在PC 上使用 P2= A 這樣的語法。編譯后，正好是這個字符的字符代碼。在 LCD1602 模塊上固化了字模存儲器，就是CGRO 和 CGRAM HD44780 內(nèi)置了 192 個常用字符的字模，存于字符產(chǎn)生

9、器CGROM(Character Generator ROM)中，另外還有 8 個允許用戶自定義的字符產(chǎn)生 RAM 稱為 CGRAM(Character Generator RAM)下圖(如圖 12)說明了 CGROM 和CGRAI 與字符的對應(yīng)關(guān)系。從 ROM 和 RAM 勺名字我們也可以知道，ROM!早已固化在 LCD1602 模塊中的，只能讀取；而 RAM 是可讀寫的。也就是說，如果只需要在屏幕上顯示已存在于CGROI 中的字符，那么只須在 DDRAI 中寫入它的字符代碼就可以了；但如果要顯示CGROI 中沒有的字符，比如攝氏溫標(biāo)的符號，那么就只有先在 CGRAI 中定義，然后再在 DD

10、RAM 中寫入 這個自定義字符的字符代碼即可。和CGROI 中固化的字符不同，CGRAI 中本身沒有字符，所以要在 DDRAI 中寫入某個 CGROI 不存在的字符，必須在 CGRAI 中先定義后使用。程序退出后 CGRAI中定義的字符也不復(fù)存在，下次使用時，必須重新定義。5圖 10上面這個圖（如圖 10）說明的是 5X8 點(diǎn)陣和 5X10 點(diǎn)陣字符的字形和光標(biāo)的位置。先來說 5X8 點(diǎn)陣，它有 8 行 5 列。那么定義這樣一個字符需要 8 個字節(jié)，每個字節(jié)的前 3 個位沒有 被使用。例如，定義攝氏溫標(biāo)的符號 0 x10,0 x06,0 x09,0 x08,0 x08,0 x09,0 x06,

11、0 x00。RS R/W 067 DB6 DBS DB4 DB3 DB2 DS1 DB00001aB88圖 11上面這個圖（如圖 11） 說明的是設(shè)置 CGRA 地址指令。 從這個指令的格式中我們可以看出， 它共有 aaaaaa這 6 位，一共可以表示 64 個地址，即 64 個字節(jié)。一個 5X8 點(diǎn)陣字符共占用 8 個字節(jié)，那么這 64 個字節(jié)一共可以自定義 8 個字符。也就是說，上面這個圖的6 位地址中的 DB5DB4DB 用來表示 8 個自定義的字符， DB2DB1DB 用來表示每個字符的 8 個字節(jié)。 這 DB5DB4DB所表示的 8 個自定義字符（0-7）就是要寫入 DDRAM 中的

12、字符代碼。我們知道，在 CGRA 中只能定義8 個自定義字符，也就是只有 07 這 8 個字符代碼，但在下面的這個表（如 圖 12）中一共有 16 個字符代碼（XXXX0000b-XXXX1111b）。實(shí)際上，如圖所示，它 只能表示 8 個自定義字符（XXXX0000b=xxxx1000b,XXXX0001b=xxxx1001b依次類推）。也就是說，寫入 DDRAN 中的字符代碼 0 和字符代碼 8 是同一個自定義 字符。5X10 點(diǎn)陣每個字符共占用 16 個字節(jié)的空間，所以 CGRA中只能定義 4 個這樣的自 定義字符。那么如何在 CGRAI 中自定義字符呢？在上面的介紹中，我們知道有一個設(shè)

13、置 CGRA 地址指令，同寫 DDRA 指令相似， 只須設(shè)置好某個自定義字符的字模數(shù)據(jù)， 然后按照上面介紹的方法，設(shè)置好 CGRA地址，依次寫入這個字模數(shù)據(jù)即可。我們在后面的例子中再進(jìn)行說明。5x1Ddotcharactef font11th fine5xBdo(character IbrJBttiine6四.LCD1602 指令1.工作方式設(shè)置指令（如圖 13）QaD010LNFXXRS R/W 007 E)06 D65 DB4 D03 D82 D61 DBOCode7圖 13X：不關(guān)心，也就是說這個位是0 或 1 都可以，一般取 0。DL:設(shè)置數(shù)據(jù)接口位數(shù)。8DL=1: 8 位數(shù)據(jù)接口（D

14、7 DO）。DL=O: 4 位數(shù)據(jù)接口 （D7 D4）。N=0: 行顯示。N=1 :兩行顯示。F=0: 5X8 點(diǎn)陣字符。F=1: 5X10 點(diǎn)陣字符。說明：因為是寫指令字，所以RS 和 RW 都是 0。LCD1602 只能用并行方式驅(qū)動，不能用串行方式驅(qū)動。而并行方式又可以選擇8 位數(shù)據(jù)接口或 4 位數(shù)據(jù)接口。這里我們選擇 8 位數(shù)據(jù)接口（D7 D0）。我們的設(shè)置是 8 位數(shù)據(jù)接口，兩行顯示，5X8 點(diǎn)陣，即 0b00111000 也就是 0 x38。（注意：NF 是 10 或 11 的效果是一樣的，都是兩行5X8 點(diǎn)陣。因為它不能以兩行 5X10 點(diǎn)陣方式進(jìn)行顯示，換句話說，這里用 0 x

15、38 或 0 x3c 是一樣的）。2 .顯示開關(guān)控制指令（如圖 14）RS R/W L7 DB6 DB5 D&4 D03 DB2 DB1 DBQCodeD0QD01DCB圖 14D=1 :顯示開，D=0 :顯示關(guān)。C=1:光標(biāo)顯示，C=0:光標(biāo)不顯示。B=1:光標(biāo)閃爍，B=0:光標(biāo)不閃爍。說明：這里的設(shè)置是顯示開，不顯示光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍，設(shè)置字為0 x0c。3 .進(jìn)入模式設(shè)置指令（如圖 15、16）RS RW DB7 DD6 DBS DB4 DB3 DB2 DB1 DOOCedeDDD0001IfDS圖 15I/D=1 :寫入新數(shù)據(jù)后光標(biāo)右移。I/D=0 :寫入新數(shù)據(jù)后光標(biāo)左移。S=1

16、 :顯示移動。S=0:顯示不移動。S = 1l/D=1It shifts the display to the leftS = 1I/D = 0It shifts the display to the right圖 16說明：這里的設(shè)置是 0 x06。4 .光標(biāo)或顯示移動指令（如圖 17、18）9RS FtMT DB7 OB6 DBS DB4 D63 DB2 DB1 D6DCodeaQ1s/cRrt_XX圖 17R/LAddress Counter00SMt cursor to the tenAC=AC” 101SMtCUTMMIo th# nqhtAC=AC+ 110ShA dEBpla t

17、ei the left Curacw lodowi tile draplzy .hlftAC-AC1Shfl ctipfay切1恤mghl Cursor iblowa fhe轉(zhuǎn)呵5/wflAC =AC圖 18說明：在需要進(jìn)行整屏移動時，這個指令非常有用，可以實(shí)現(xiàn)屏幕的滾動顯示效果。初始化時不使用這個指令。5.清屏指令（如圖 19）RS FUW DB? 006 DBS D&4 063 DB2 DB1 DBOCedenDDD0D001圖 19說明：清除屏幕顯示內(nèi)容。光標(biāo)返回屏幕左上角。執(zhí)行這個指令時需要一定時間。6 .光標(biāo)歸位指令（如圖 20）RS RW 007 D6G D65 D64 D

18、03 DQ2 DBl DBOCode000a0aaDX圖 20 說明： 光標(biāo)返回屏幕左上角， 它不改變屏幕顯示內(nèi)容。7.設(shè)置 CGRA 地址指令（如圖 21）RS FUW DB7 DH6 DBS DB4 DB3 DB2 DB1 DBQCode00a1aaaaaa圖 21說明：這個指令在上面已經(jīng)介紹過。用法在后面例子中說明。&設(shè)置 DDRA 地址指令（如圖 22）RS RMr 067 066 005 DB4 003 DB2 DGi 060Code0D1aaaaaa10圖 2211說明：這個指令用于設(shè)置 DDRAM 地址。在對 DDRAM 進(jìn)行讀寫之前，首先要設(shè)置DDRAM 地址,然后才能

19、進(jìn)行讀寫。前面我們說過，DDRAI 就是 LCD1602 的顯示存儲器。我們要在它上面進(jìn)行顯示，就要把要顯示的字符寫入 DDRAM 同樣，我們想知道 DDRAM 某個地址上有什么字符，也要先設(shè)置 DDRAM 地址，然后將它讀出到單片機(jī)。9 讀忙信號和地址計數(shù)器 AC 如圖 23）RS fVW DB7 DB6 DBS D34 DB3 082 DB1 DWCode01Bfaasaaa圖 23說明：這個指令用來讀取 LCD1602 狀態(tài)。對于單片機(jī)來說，LCD1602 屬于慢速設(shè)備。當(dāng)單片機(jī)向其發(fā)送一個指令后，它將去執(zhí)行這個指令。這時如果單片機(jī)再次發(fā)送下一條指令，由于LCD1602 速度較慢，前一條

20、指令還未執(zhí)行完畢，它將不接受這新的指令，導(dǎo)致新的指令丟失。因此這條讀忙指令可以用來判斷LCD1602 是否忙，能否接收單片機(jī)發(fā)來的指令。當(dāng)BF=1,表示 LCD1602 正忙，不能接受單片機(jī)的指令；當(dāng)BF=O,表示 LCD1602 空閑，可以接收單片機(jī)的指令。RS=Q 表示是指令；RW=1 表示是讀取。這條指令還有一個副產(chǎn)品：即可以得到 地址記數(shù)器AC 的值（address counter）。LCD1602 維護(hù)了一個地址計數(shù)器 AC,用來記錄下一 次讀寫 CGRA 或DDRA 的位置。需要強(qiáng)調(diào)的是：這條指令我一次也沒有執(zhí)行成功。很多網(wǎng)友似乎也是這樣。好在我們有另外的辦法，也就是延時。通過查看

21、每條指令的執(zhí)行時間，再經(jīng)過一些試驗，可以確定指令的延時。這樣就可以在上一條指令執(zhí)行完畢后再執(zhí)行下一條指令 了。10.寫數(shù)據(jù)到 CGRAM 或 DDRAM 指令 （如圖 24）RS FVW DB7 066 DB6 DO4 DB3 DB2 061 DB010ddddddd圖 24說明：RS=1,數(shù)據(jù)；RW=0 寫。指令執(zhí)行時，要在 后執(zhí)行寫命令。11.從 CGRA 或 DDRA 讀數(shù)據(jù)指令（如圖 25）RS R/W DB7 DB6 DBS 0B4 DB3 DB2 DB1 D6011ddddddd圖 25說明：RS=1,數(shù)據(jù)；RW=1 讀。先設(shè)置好 CGRA 或 DDRAM 的地址，然后執(zhí)行讀取命令

22、。數(shù)據(jù)就被讀入后 DB7- DBQ五.實(shí)例下面我們就以一個實(shí)例來結(jié)束這篇文章。先介紹一下背景：單片機(jī)最小系統(tǒng)（擴(kuò)充了外部 RAM62256）。采用 STC89C52RC 晶振 22.1184MHZ。以 5X8 點(diǎn)陣，16X2 行，8 位數(shù)據(jù)端口。首 先在第一行顯示“ I love MCU! ” ,第二行顯示“ LCD1602 Test! ”。延時一段時間，清屏。DB7-DB0 上12/Filel#ifndef _ZHANGTYPE_H_#defi ne _ZHANGTYPE_H#defi ne uint8un sig ned char#defi ne uin t16un sig ned sho

23、rt int#defi ne uin t32un sig ned long int#defi ne int8sig ned char#defi ne in t16sig ned short int#defi ne in t32sig ned long int#defi ne uin t64un sig ned long long int#defi ne in t64sig ned long long int#en dif/File2#ifndef _FUN_H_ #defi ne _FUN_H_ #i nclude Zha ngType.h #i ncludevoid Delay(uint16

24、 time); #en dif/File3#i nclude fun .hvoid Delay(uint16 time)while(time-);(pai)標(biāo)志。再延時一段然后在第一行顯示自定義字符：攝氏溫標(biāo)標(biāo)志。第二行顯示圓周率時間，清屏。最后在第一行顯示W(wǎng)elcome to my blog!，顯示方式是從屏幕右面移入,左面移出。周而復(fù)始(如圖 26)。圖 2613File4#ifndef _1602_H_ #defi ne _1602_H_#i nclude#in elude Zha ngType.h#i nclude fun .h#defi neSETMODE 0 x38接口#defi

25、ne DISOPEN0 x0C#defi ne DISMODE0 x06#defi neSETADDR 0 x80#defi ne CLEAR 0 x01#defi ne RET0 x02#defi ne PORT P2/變量類型/常用函數(shù)/顯示開，不顯示光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍/讀寫字符后地址加1,屏顯不移動/設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針初始值/清屏,數(shù)據(jù)指針清零/回車,數(shù)據(jù)指針清零/I/O 口sbit RS = P1A0;sbit RW =P1A1；sbit E = P1A2;void Ini t1602(void);void Write1602_Com(ui nt8 com);void Write1602_

26、Dat(ui nt8 dat);void CheckBusy(void);/初始化 1602/寫命令/寫數(shù)據(jù)/檢查忙void Write1602_ On e_Dat(ui nt8 X,ui nt8 Y,ui nt8dat); 據(jù)void Write1602_Str(ui nt8 addr,ui nt8 len gth,ui nt8*pbuf); #e ndif/寫一個數(shù)/寫一個數(shù)據(jù)串 File5#in clude 1602.hvoid Write1602_Com(ui nt8 com)E=0;RS=0;Delay(50);RW=0;Delay(50);PORT=com;Delay(50);/命

27、令/延時/寫/端口賦值16*2 顯示，5*7 點(diǎn)陣,8 位數(shù)據(jù)14E=1;/高脈沖Delay(50);E=0;void Write1602_Dat(ui nt8 dat)E=0;RS=1;Delay(50);RW=0;Delay(50);PORT=dat;Delay(50);E=1;Delay(50);E=0;/數(shù)據(jù)/延時/寫/端口賦值/高脈沖void CheckBusy(void)uint8 temp;RS=0;RW=1;E=0;while(1)PORT=OxFF;E=1;temp=PORT;E=0;if (temp&0 x80)=0)break;/命令/讀/端口為輸入/高脈沖/檢查

28、 BF 位是否為 0void In it1602(void)Write1602_Com(SETMODE);Delay(500);Write1602_Com(DISOPEN);Delay(500);Write1602_Com(DISMODE);Delay(500);/模式設(shè)置/顯示設(shè)置/顯示模式15Write1602_Com(CLEAR);/ 清屏Delay(500);void Write1602_ On e_Dat(ui nt8 x,ui nt8 y,ui nt8 dat)x&=OxOf;y&=0 x01;if(y)x|=0 x40;x|=0 x80;Write1602_Com(x);Write1602_Dat(dat);void Write1602_Str(uint8 addr,uint8 length,uint8 *pbuf)ui nt8 i;Write1602_Com(addr);for(i=0;i Write1602_Dat(pb