LCD 1602 穩(wěn)定顯示

LCD1602可顯示兩行，每行16個字符，不能顯示漢字。16腳的LCD 1602帶背光，14腳的不帶背光。

2LCD1602 端口引腳

不一一記錄手冊上面是咋個描述LCD 1602的了。記錄一下操作過程，下圖是LCD 1602在51單片機上面的連線。

圖1 LCD 與單片機接線圖

D0-D7引腳連接在單片機的P0端口。

LCD_RS	= P1^0;LCD_RW	= P1^1;LCD_EN	= P2^5;

查看LCD 1602手冊，得到LCD引腳組合的含義如下：

表格1：LCD操作模式

可以參照圖1的接線圖對這些模式和輸入輸出做出相應(yīng)的理解。模式、輸入都是跟單片機I/O端口相連的端口。輸出是使LCD顯示的內(nèi)容。在編寫程序時，可以先設(shè)置LCD顯示內(nèi)容的格式（初始化LCD），然后再對LCD進行讀寫操作。這些過程由LCD跟單片機相連的I/O端口來完成。

3LCD 1602的操作時序

查看LCD 1602手冊，以LCD寫操作時序為例記錄在對LCD操作的過程中需要注意到的延遲語句的編寫，否則可能導致對LCD的操作失敗。

圖2 LCD的寫操作時序

根據(jù)表一LCD的操作時序可知，在RS，RW，E（N），DB7.0(D0-D7)滿足一定時序的高低電平條件時就可以對LCD進行寫操作。變化都不是瞬間的，在對RS等置高置低時，RS等變高變低有一個下劃的過度時間，如果這種過渡的時間超過單片機內(nèi)一條或幾條指令的執(zhí)行時間，則這種時序就有可能會被錯開。如現(xiàn)在對LCD進行寫操作，將RS置高，RW置低，準備好DB7.0數(shù)據(jù)，E由高變低等操作由以下代碼完成：

LCD_RS	= 1;LCD_RW	= 0;DB7_0	= ‘A’;LCD_EN	= 1;LCD_EN	= 0;

RS在高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器，在低電平時選擇指令寄存器。

RW在高電平時進行讀操作，在低電平時進行寫操作。

E（N）為使能端，當E(N)端由高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r，LCD模塊執(zhí)行命令。

DB7.0為8位雙向數(shù)據(jù)。

其中LCD_RS等都是單片機控制LCD RS等端口的引腳，如果（^-^）只有RS端徹底變?yōu)?的時間超過以上的所有代碼執(zhí)行時間，則在E低脈沖到來之時，RS還是低電平，所以由于RS的電平不滿足條件對LCD的寫操作將會失敗。當然，傳說LCD的電平變化時間比指令執(zhí)行時間快，但是為了可靠穩(wěn)定，在程序中肯定需要等待對應(yīng)的端口徹底變?yōu)樾枰娖綍r再寫其它端口的值。就這么等待太長時間肯定是會為程序的執(zhí)行結(jié)果帶來影響，只需要等待端口的電平能完全變化的時間即可。手冊中有說明的：

圖3 LCD初始化圖

雖然需要等待的時間對于人類來說實在是可以忽略不計，但在LCD類中來說卻是必須的。如果沒有這些等待，那么就有可能遇不到LCD與你寫入內(nèi)容的邂逅或者出現(xiàn)偶爾成功偶爾失敗的場景。

在每次讀/寫指令后都應(yīng)該等待一段時間來等待LCD 端口電平的徹底變化，可用keil軟件模擬一段時間，用5ms（等待時間小于5ms者）等時間代替需要等待的時間都是可以的。

4 LCD1602的指令集 相關(guān)

4.1 LCD指令集筆記

在LCD 1602指令集中，對LCD來說有四種意思：

（1）RS和RW都為0時表示對LCD寫指令操作，包括寫入LCD的顯示模式和設(shè)定LCD地址的指令。.顯示模式包括清屏、地址歸為、顯示狀態(tài)、進入點設(shè)定、功能設(shè)定、游標顯示模式操作；關(guān)于地址的操作包括設(shè)定CGRAM地址、設(shè)定DDRAM地址。

（2）當RS=0,RW=1時，表示讀LCD狀態(tài)，此時可以讀取LCD忙信號，同時可以讀取地址計數(shù)器的值。忙信號的狀態(tài)用來確定LCD內(nèi)部動作是否完成，若在LCD內(nèi)部出于忙狀態(tài)時對LCD進行讀寫操作將會失敗。

（3）當RS=1時，若RW=0表示寫數(shù)據(jù)操作，若RW=1表示讀數(shù)據(jù)操作。

4.2 CGRAM

CGRAM為LCD模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器，里面存了不同的點陣字符圖形，包括阿拉伯數(shù)字，英文大小寫字符等。每個字符都有一個固定的代碼，如‘A’的代碼是01000001,（41H），需要顯示‘A’時只需要將地址為41H中的點陣圖形顯示出來就可以看見‘A’了。具體字符點陣圖查看手冊為全宜。

4.3 LCD1602顯示屏內(nèi)部顯示地址表

輸入顯示字符地址，也就是告訴LCD在哪里顯示字符。LCD供兩行，第一行可立即顯示字符的地址為00H—0FH，第二行可立即顯示字符的地址為40H—67H，如果在其它地址中顯示字符，需要通過移屏指令[00011000：整屏左移光標跟著移動； 00011100：整屏右移光標跟著移動]將它們移入可顯示區(qū)域方可正確顯示。當要在00H處顯示字符時，寫入的地址應(yīng)為00H + 80H（因為置LCD顯示位置時要求D7位始終為1，手冊中‘置數(shù)據(jù)存儲器地址’指令）

5 LCD 1602程序編寫

5.1 LCD初始化

//----------------------- ---------//寫命令，初始化端口設(shè)置LCD顯示模式//----------------------- ---- ----void LCD_mode_init(){LCD_EN	= L;//等待LCD電路完全接通delay_ms( DELAY_TIME_FOR_INIT );//P0= 00111000設(shè)置16x2顯示，5x7點庫，8位數(shù)據(jù)端口write_command( 0x38 );delay_ms( DELAY_TIME );//LCD開顯示，顯示光標，光標閃爍write_command( 0x0f );//讀寫字符后地址指針、光標加1，整屏顯示不移動write_command( 0x06 );//清顯示，便對LCD寫入write_command( 0x01 );}

根據(jù)圖3，當LCD電路接通之時，需要用約15ms的時間來讓LCD VDD電壓達4.5V,雖然在開啟單片機電源的時候程序還未執(zhí)行到初始化程序就已經(jīng)過了15ms讓LCD VDD電源達4.5V。但也有可能程序中只包含了LCD程序，初始化被放在了最前面，15ms的時間足以讓單片機運行很多指令了（可以由單片機的機器周期和一條指令執(zhí)行的機器周期數(shù)比較一下），為了防止在LCDVDD電源未達4.5V時單片機程序已經(jīng)執(zhí)行到設(shè)置LCD顯示模式的指令，就在進入LCD初始化程序時等待15ms的時間，讓LCD電源初始化完畢。

5.2 寫指令

//-------- -----//寫命令//--------- ----void write_command( uchar command ){while( lcd_busy() );LCD_RS	= L;LCD_RW	= L;delay_ms(DELAY_TIME); P0	=  command;//等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定delay_ms(DELAY_TIME);LCD_EN	= H;//讓使能位保持到一，負脈沖跳變delay_ms( DELAY_TIME );LCD_EN	= L;delay_ms( DELAY_TIME );}

寫指令前首先要檢查LCD內(nèi)部操作是否已經(jīng)完成，LCD的BF位（D7）為高電平表示忙，為低電平表示空閑。同理，在對每一個端口設(shè)置高低電平后，同樣需要一段時間來等待電平的徹底變化。

5.3 寫數(shù)據(jù)

//-----------------------//寫數(shù)據(jù)，寫LCD顯示內(nèi)容//-----------------------void write_data( uchar wdata ){while( lcd_busy() );LCD_RS	= H;LCD_RW	= L;LCD_EN	= L;P0	= wdata;//等待DB0-DB7數(shù)據(jù)穩(wěn)定delay_ms( DELAY_TIME );LCD_EN	= H;//讓使能位充分達到1delay_ms( DELAY_TIME );LCD_EN	= L;delay_ms( DELAY_TIME );}

5.4 檢測LCD忙信號

//--------------------//檢測LCD的忙信號//--------------------bit lcd_busy(){                          bit result;LCD_RS = 0;LCD_RW = 1;LCD_EN = 1;delay_ms( DELAY_TIME );result = (bit)(P0&0x80);LCD_EN = 0;return result; }

在檢測LCD忙信號的同時，還可以設(shè)置一下原本該低或該高的位的狀態(tài)。P0端口是連接到D0—D6端口的I/O引腳，0x80就是用來檢測D7位狀態(tài)的數(shù)據(jù)。

5.5 延遲函數(shù)

//-------- -----//延遲函數(shù)//--------- ----void delay_ms( uint ms ){	uint i, j;for(i = ms; i > 0; i--){for(j = 110; j > 0; j--){;}}}

根據(jù)單片機的晶振和keil執(zhí)行指令的時間計算，以上延遲函數(shù)約延遲ms 毫秒的時間。DELAY_TIME的宏值為5，表示延遲5毫秒的時間。LCD有的端口不需要延遲這么長的時間，這個可以調(diào)試到適合相應(yīng)端口最適合的延遲時間即可。借助手冊和枚舉調(diào)試法。

5.6 運行結(jié)果

將初始化函數(shù)放置在main函數(shù)中后，將LCD的顯示地址設(shè)置在第一行第一列（此指令在寫指令集中，可調(diào)用write_command（0x80）來完成），然后寫字符到LCD第一行中。再將顯示地址跳到第二行，地址后移需要顯示字符傳長度個單位，寫入顯示的字符傳，對整個屏幕移位（由寫指令集中指令完成，移字符傳長度那么多位，移完一個停留的時間需要長點，如200ms左右的時間）。

然后讓程序等待，只為LCD操作演示^-^。

程序的效果為：首先在第一行顯示了指定的字符串。當移入第二行字符串時，由于是整個屏幕的移動，所以第一行字符串也隨之移入了屏幕的左邊。

現(xiàn)將兩行的字符串顯示在LCD屏幕之上，不采取移動的操作。

6 總結(jié)

電平變化時不是瞬間的，需要用延遲函數(shù)來等待相應(yīng)位徹底的編程預(yù)期的電平。這是跟寫其它程序的一個區(qū)別。每逢遇到對硬件引腳電平的置位時，都需要結(jié)合手冊看看對應(yīng)引腳的靈敏度，若高出指令執(zhí)行時間徐許多數(shù)量級就不用延遲語句，否則應(yīng)當考慮用延遲語句來等待。應(yīng)該走進硬件的操作時序世界中去才能編寫好它們的程序。

此次筆記記錄完畢。