液晶显示1602

null第十四讲 16×2液晶显示 第十四讲 16×2液晶显示 null14.0 项目演示效果图XP_14_01 16×2液晶显示14.1 项目目标设计14.1 项目目标设计了解1602液晶显示器（LCD）的基本工作原理； 掌握74HC00逻辑芯片在液晶显示系统中所起的作用； 理解给出的1602液晶显示C语言源程序的结构和各语句所起作用； 在达到以上三点目标之后，根据本章“项目任务扩展”中提出的问题，以组或个人为单位，在规定时间里完成扩展项目任务。14.2 项目任务 14.2 项目任务 1602液晶显示控制项目的电路原理图如图14-1所示，STC89C52RC的nRD和nWR控制信号线分别与74HC00的Pin1和Pin2相连，74HC138的输出引脚Pin13接74HC00的Pin9和Pin10引脚，通过这三个控制信号的读写组合控制1602LCD的工作使能，读写数据则通过1602LCD内置寄存器进行。 本项目是通过编写程序，在1602液晶显示器的第一行显示静态字符，第二行在给定时间间隔内循环动态显示ASCII码。null图14-1 1602液晶显示控制项目的电路原理图14.3 系统板上硬件连线 14.3 系统板上硬件连线 对本项目进行实训时不需在开发板上插接任何连接插线或连线，给开发板上电前，请将1602液晶显示器插接在图14-1所示电路上的RP1插座上。null图14-2 1602液晶显示控制C语言程序图14.4 程序流程图14.5 C语言源程序（略）14.5 C语言源程序（略）14.6 系统构成和程序14.6.1 1602字符型液晶引脚及功能介绍 单片机系统的输出显示器件主要有：发光二极管、七段LED数码管及液晶显示器。液晶显示器在计算器、万用表、电子表及家用电子产品中应用很广，显示的主要是数字、专用符号和图形。 晶液显示器有以下几个优点：显示质量高、数字式接口、体积小、重量轻、功耗低。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，使其根据输入信号显示相应的内容。 液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于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、数字摄像机、PDA和移动通信工具等众多领域。null 液晶显示器的分类方法有很多种，通常可按其显示方式分为段式、字符式和点阵式等。1602字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，分为上下2行，每行显示16个字符，通常称为1602字符型液晶显示器。图14-3是安装在开发板上的1602液晶显示器实物图。 1602LCD采用的14 Pin（无背光）或16 Pin（带背光）接口，PMY单片机开发板上选用了16 Pin（带背光）接口，见图14-1，各引脚说明如表14-1所示。null图14-3 开发板上的1602液晶显示器实物图null表14-1 1602液晶显示器引脚说明null 表14-1中的引脚解释说明说明如下： ·Pin1 GND为电源地。 ·Pin2 VCC接＋5V。 ·Pin3 VO 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个1KΩ的电位器设定对比度。 ·Pin4 RS 为寄存器选择端，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 ·Pin5 R/W 为读/写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平、R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平、R/W为低电平时可以写入数据。 ·Pin6 E 为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶显示器执行命令。 ·Pin7～Pin14 DB0～DB7 为8位双向数据线。 ·Pin15 A 背光源正极。 ·Pin16 K 背光源负极。null14.6.2 1602字符型液晶基本指令及操作时序表14-2 1602液晶显示器引脚接口说明1602液晶显示器内部共有11条控制指令，如表14-2所示。null表14-2 1602液晶显示器引脚接口说明(续)null 1602液晶显示器的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。 ·指令1 清显示。指令码01H，光标复位到地址00H位置。 ·指令2 光标复位。光标返回到地址00H。 ·指令3 光标和显示模式设置。 I/D为光标移动方向，高电平右移，低电平左移； S为屏幕上所有文字是否左移或者右移标志，高电平表示有效，低电平则无效。 ·指令4 显示开/关控制。 D为控制整体显示的开与关设置，高电平表示开显示，低电平表示关显示；C为控制光标的开与关设置，高电平表示有光标，低电平表示无光标；B为控制光标是否闪烁设置，高电平闪烁，低电平不闪烁。 ·指令5 光标或字符移位。 S/C为高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。null·指令6 功能设置指令。DL取高电平时为4位总线，低电平时为8位总线；N取低电平时为单行显示，高电平时双行显示；F为低电平时显示5×7的点阵字符，高电平时显示5×10的点阵字符。 ·指令7 字符发生存储器地址设置。 ·指令8 数据存储器地址设置。 ·指令9 读忙信号和光标地址。BF为忙标志位，高电平表示忙，此时显示器不能接收指令或者数据，如果为低电平表示不忙。 ·指令10 写数据。 ·指令11 读数据。 1602LCD的读写操作时序分别如图14-4和图14-5所示，根据这两个图归纳出的基本操作时序表，见表14-3。null图14-4 1602LCD的读操作时序null图14-5 1602LCD的写操作时序null表14-3 1602 LCD的基本操作时序表null14.6.3 1602字符型液晶的显存及字库图14-6 1602的内部显示地址null 液晶显示器是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认显示器的忙标志（调用指令9检测BF位）是否为低电平，为低表示不忙，否则显示器处于忙状态，外部给定指令失效。显示字符时，要先输入显示字符地址，也就是告诉显示器在哪里显示字符，图14-6是1602的内部显示地址。 例如，第二行第一个字符的地址是40H，能否对1602液晶显示器直接写入40H就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？这样不行，因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平1（见表14-2中的指令8说明），所以实际写入的数据应该是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。null 在对液晶显示器的初始化中要先设置其显示模式，在液晶显示器显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前都要判断液晶显示器是否处于忙的状态。 1602液晶显示器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，如图14-7所示。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，比如大写英文字母'A'的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，就能看到字母'A'。null 图14-7 1602LCD的CGROM字符代码与图形对应图null14.6.4 项目系统及程序分析 如图14-8是1602液晶显示器项目的系统功能图，图中保留了与本项目相关的各个控制、数据和地址信号，其中信号RS、R/W和E的功能在表14-1中已被列出。根据前文所述，1602液晶显示器的E端为使能端，由表14-3可知，当E端为高电平或由高跳变成低电平时，液晶显示器的执行给定的4种读写指令。 由图14-8可以看出，决定E状态的三个输入控制信号为CSLCD、nRD和nWR，它们通过74HC00（4通道与非门）的输入组合，构成以下等式关系： E= = null 图14-8 1602液晶显示显示器项目的系统功能图null 可以看出，必须同时满足以下两个条件，1602液晶显示器才会进行读取操作： ·CSLCD信号必须有效（为低电平）。 ·nRD和nWR中任一个信号为低（执行读或者写指令）时。 第一个条件规定了74HC138译码器的nY2通道必须被选通，由此确定输入CBA的编码为010，地址端A15A14A13（P27P26P25）的编码也为010；第二个条件在执行1602液晶显示器的读写指令时，单片机自动设置有效。 由表14-3可知，1602液晶显示器的读写指令分4种：读状态、写指令、读数据和写数据。以读数据为例，RS和R/W都为高电平时，执行该指令，因此A0A1＝11，由图14-8可以看出，STC单片机的其它地址端悬空，可以视作1，与前面确定的地址编码A15A14A13相结合，得出LCD读数据端口地址为01011111 11111111B=0x5fffH。null 其余3种情况的端口地址也可用该方法确定，引入主函数前的端口地址定义： #define LCDCMDPort XBYTE[0x5ffc] //LCD命令字的地址 #define LCDStatusPort XBYTE[0x5ffd] //LCD状态标志端口 #define LCDWdataPort XBYTE[0x5ffe] //LCD写数据端口 #define LCDRdataPort XBYTE[0x5fff] //LCD读数据端口 #define Busy 0x80 //LCD忙判别位 学习了以上知识后，结合项目中C语言源程序的注解，读者不难理解所有程序代码。值得一提的是，前文提及1602液晶显示器相对于STC单片机来说是一个“慢”设备，每次STC单片机对其进行读写操作时，必须检测LCD的忙标志位。由表14-2的指令9可知，当BF为高电平表示忙，此时液晶显示器不能接收指令或者数据；如果为低电平表示不忙。则液晶显示器可以接收指令或数据。null 以向1602LCD写入1字节数据为例，引入C语言源程序中的相关程序： void LcdWritedata(char DataW) { while(LCDStatusPort&Busy);//等待LCD的忙标志是否结束 LCDWdataPort=DataW; //向LCD数据口写入数据 } Busy为0x80用来检测LCD状态读出标志端口，只有当该端口D7位为0，while循环内的条件不满足则跳出该循环执行下一条指令，这表示LCD可以接收数据，此时程序才能向LCD数据口写入数据。14.7 项目扩展任务14.7 项目扩展任务 理解1602液晶显示项目的软硬件原理，以组或个人为单位，设计以下程序： 用4×4矩阵键盘在液晶显示器上显示特定的16个字符，键码分配按以下规则，即S1、S2～S16为0、1～F，如当按键S7时，液晶显示器上应显示字符8，显示位置和形式不作要求。null