初步認(rèn)識(shí)51單片機(jī)-2.2單片機(jī)控制LCD1602液晶顯示模塊

顯示容量:16×2個(gè)字符

芯片工作電壓:4.5—5.5V

工作電流:2.0mA(5.0V)

模塊最佳工作電壓:5.0V

字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm

引腳功能說(shuō)明

1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無(wú)背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說(shuō)明如表1所示:

第1腳：VSS為地電源。

第2腳：VDD接5V正電源。

第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。

第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。

第5腳：R/W為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。

第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。

第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。

第15腳：背光源正極。

第16腳：背光源負(fù)極。

我們來(lái)看看如何使用這兩招控制LCD1602液晶模塊。既然是用單片機(jī)控制LCD1602,那么根據(jù)前面的分析思想，首先要搞清楚誰(shuí)是控制對(duì)象，誰(shuí)是被控制對(duì)象。很顯然，LCD1602是被控制對(duì)象，那么我們就先從LCD1602開(kāi)始分析。所謂控制也可以理解為溝通，那么如何與LCD1602溝通呢？可以想一想，平時(shí)人與人是如何溝通的？溝通之前先要打個(gè)招呼吧，比如“你好”之類(lèi)的，電話(huà)里面要先講個(gè)“喂？”，之后才進(jìn)入溝通正題了。其實(shí)單片機(jī)與LCD1602的溝通方式也一樣，“喂？”在這個(gè)例子里面就叫初始化。后面也會(huì)經(jīng)常碰到這個(gè)“初始化”的概念。其實(shí)器件也是人設(shè)計(jì)的，所以他的工作方式從某種程度上講，也是人的溝通方式。打完招呼后，就開(kāi)始進(jìn)入真正主題了。什么主題呢？LCD1602是顯示模塊，主要作用當(dāng)然是顯示了。那么顯示什么呢？很明顯，顯示內(nèi)容當(dāng)然來(lái)自于單片機(jī)了，單片機(jī)讓它顯示什么它就顯示什么。這個(gè)‘顯示什么’就是傳送的數(shù)據(jù)。那么怎么往1602傳送數(shù)據(jù)呢？1602什么意思，表示2行16個(gè)字符，也就是有不同的顯示地點(diǎn)，那么如何確定顯示地點(diǎn)呢？因此前面的分析可以總結(jié)為三個(gè)問(wèn)題，如何初始化，如何傳送顯示的內(nèi)容(顯示什么),在哪里顯示。這三個(gè)問(wèn)題如何解答呢？當(dāng)然要去看芯片手冊(cè)了。

為了解決這三個(gè)問(wèn)題，我們先來(lái)看看人與人之間是如何溝通的，如果當(dāng)面溝通，你的信號(hào)(聲音)能夠直接傳到對(duì)方，而且能讓對(duì)方聽(tīng)懂。如果相距比較遠(yuǎn)，那么就使用電話(huà)等通信工具。前者信號(hào)傳遞載體是空氣，后者是電話(huà)線。那么我們來(lái)看看MCU與LCD1602的信號(hào)傳遞載體是什么樣的。查看原理圖。因?yàn)槭荕CU與1602之間的溝通，當(dāng)然這里我們只查看與單片機(jī)相連接的部分。

從圖中我們看到，單片機(jī)通過(guò)P2.7，P2.6分別與RS，EN連接，P0端口與D0到D7連接，一共10根線。那么也就是說(shuō)，單片機(jī)的所有指令，數(shù)據(jù)等都是通過(guò)這10根線來(lái)完成的。怎么樣去控制LCD呢，當(dāng)然是閱讀LCD的說(shuō)明手冊(cè)。這里來(lái)個(gè)比喻，房間內(nèi)一個(gè)人規(guī)定，敲三下門(mén)，屋內(nèi)的人才把門(mén)打開(kāi)。如果你要進(jìn)入屋內(nèi)，就必須敲三下，如果你不知道這個(gè)規(guī)則，敲了四下，或者大喊大叫，門(mén)也開(kāi)不了。這個(gè)規(guī)定可以是多樣化，比如一共敲兩下，第一下要敲重一點(diǎn)，第二下要敲輕一點(diǎn)?；蛘咧厍萌?，輕敲一下，等等。而且這里你不需要問(wèn)為什么，照著做就行了。其實(shí)LCD1602包括后面會(huì)講到的其他模塊同樣如此，你要與它溝通，當(dāng)然必須按照它的規(guī)則來(lái)。下面我們就來(lái)解讀它的規(guī)則，來(lái)解決前面提到的三個(gè)問(wèn)題，

LCD1602初始化；在哪里顯示；顯示什么。

(1)LCD1602初始化

關(guān)于這一點(diǎn)，說(shuō)明手冊(cè)上已經(jīng)告訴我們了，這里全盤(pán)復(fù)制過(guò)來(lái)。

延時(shí)15ms

寫(xiě)指令38H

延時(shí)5ms

寫(xiě)指令38H

寫(xiě)指令08H

寫(xiě)指令01H

寫(xiě)指令06H

寫(xiě)指令0CH

以上為初始化過(guò)程，延時(shí)部分好解決，前面講過(guò)了。這里就看如何寫(xiě)指令了。寫(xiě)指令這個(gè)過(guò)程肯定是通過(guò)上圖中10根線來(lái)完成的。D0-D7一共八根線應(yīng)該是用來(lái)存放指令的內(nèi)容。問(wèn)題來(lái)了，1602怎么知道單片機(jī)給我的是命令還是數(shù)據(jù)。(命令是什么，在哪里顯示，屏幕清零；數(shù)據(jù)是什么，顯示什么內(nèi)容，顯示A還是B)。LCD1602看到RS為高時(shí)，就明白了，哦，你要通過(guò)P0端口給我數(shù)據(jù)了，于是LCD1602就把這些數(shù)據(jù)拿過(guò)來(lái)了?？吹絉S為低時(shí)，就知道你要給我指令了。通過(guò)這種方式，單片機(jī)能準(zhǔn)確的傳遞指令或者數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)與LCD1602的溝通。是不是這樣就能讓LCD1602正常執(zhí)行了。不是的。回到我們前面講的那個(gè)例子，這里加個(gè)條件，屋內(nèi)人聽(tīng)到敲門(mén)三下后，判斷暗號(hào)正確了，但是沒(méi)有直接開(kāi)門(mén)，而是通知了他的上級(jí)，得到上級(jí)的授權(quán)后，才開(kāi)門(mén)。也就是兩個(gè)條件，暗號(hào)正確和上級(jí)授權(quán)。LCD1602也一樣，收到指令沒(méi)有立即執(zhí)行，還要等另外一個(gè)信號(hào)，就是EN使能信號(hào)。此時(shí)EN給個(gè)一定寬度的脈沖，LCD1602開(kāi)始執(zhí)行。

時(shí)序圖如上圖所示，這里少了R/W信號(hào)，用于控制從LCD1602讀取還是寫(xiě)入的，為了簡(jiǎn)化過(guò)程，在硬件上把R/W接地了，也就是只能寫(xiě)不能讀。同時(shí)，讀忙信號(hào)也不能操作，這里采用延時(shí)的方法替代。根據(jù)前面的分析很容易的寫(xiě)出寫(xiě)指令的代碼:

?void write_com(unsigned char mycmd)

{

delayMs(5);//注意這里需要延時(shí)5ms比較保險(xiǎn) 代替判斷忙信號(hào)

P0=mycmd; //準(zhǔn)備好指令

RS=0; //告訴LCD1602，P0中放的是指令不是數(shù)據(jù)

EN=1;

delayUs(5); //根據(jù)時(shí)序圖，脈沖要有一定寬度

EN=0; //使指令有效，開(kāi)始執(zhí)行

}

同樣的道理，以上代碼中，只需改一下RS信號(hào)為1，就是寫(xiě)數(shù)據(jù)的代碼了

void write_com(unsigned char mydata)

{

delayMs(5);//注意這里需要延時(shí)5ms比較保險(xiǎn) 代替判斷忙信號(hào)

P0=mycmd; //準(zhǔn)備好指令

RS=1; //告訴LCD1602，P0中放的是數(shù)據(jù)不是指令

EN=1;

delayUs(5); //根據(jù)時(shí)序圖，脈沖要有一定寬度

EN=0; //使指令有效，開(kāi)始執(zhí)行

}

講到這里，LCD1602初始化代碼應(yīng)該能寫(xiě)出了。同時(shí)我們也已經(jīng)寫(xiě)出了傳遞指令的代碼，那么現(xiàn)在我們只要知道指令內(nèi)容就可以了。

1602LCD的指令說(shuō)明及時(shí)序

1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表2所示：

1602液晶模塊的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（說(shuō)明：1為高電平、0為低電平）

指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。

指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。

指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無(wú)效。

指令4：顯示開(kāi)關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開(kāi)與關(guān)，高電平表示開(kāi)顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開(kāi)與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。

指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。

指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。

指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。

指令8：DDRAM地址設(shè)置。

指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。

指令10：寫(xiě)數(shù)據(jù)。

指令11：讀數(shù)據(jù)。

你需要給LCD1602什么指令，只需要傳遞給void write_com(unsignedchar mycmd)函數(shù)中的mycmd參數(shù)就行了。

(2)在哪里顯示

知道了這個(gè)，現(xiàn)在我們就能解決前面提到的第二個(gè)問(wèn)題，在哪里顯示，

例如第二行第一個(gè)字符的地址是40H，那么是不是它的地址就是40H了。注意表2中第8條數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址，D7已經(jīng)被寫(xiě)死了。最終的顯示地址是40H+10000000B，因此我們只要把這個(gè)值傳給mycom，LCD1602就知道在第二行第一個(gè)位置顯示了。

(3)顯示什么

前面講了，如果傳送數(shù)據(jù)就是要顯示的內(nèi)容。比如我要顯示字母A，怎么操作呢。

以上圖中可以知道，如果你要顯示A，那么數(shù)據(jù)的高位為0100，低位為0001，因此為01000001。把這個(gè)數(shù)據(jù)傳送給LCD1602，它就知道要顯示A了。

現(xiàn)在回過(guò)頭來(lái)看看，我們?cè)谑褂脝纹瑱C(jī)控制LCD1602這個(gè)過(guò)程中用到了單片機(jī)的哪些知識(shí)?；厝タ纯磮D1，10根連接線，P2.6和P2.7引腳，再加上P0端口，主要是通過(guò)P2.6和P2.7高低變化來(lái)發(fā)出指令或數(shù)據(jù)，P0的變化反映指令或數(shù)據(jù)的內(nèi)容?？梢?jiàn)，這個(gè)過(guò)程中我們只用到了IO口控制和延時(shí)。其他很長(zhǎng)的部分我們用在理解1602的使用規(guī)則了。注意這里是使用規(guī)則，談不上原理。比如你給LCD1602發(fā)送清屏指令時(shí)，你明白LCD1602收到這個(gè)指令是如何操作清屏的嗎？不知道，也沒(méi)有必要知道。液晶模塊說(shuō)明書(shū)也不告訴你。好比你使用手機(jī)時(shí)，你點(diǎn)擊一下某個(gè)應(yīng)用程序就打開(kāi)了，然后按照它的規(guī)則去使用就行了，比如聽(tīng)歌，上網(wǎng)等等，你不用關(guān)心它們是怎么實(shí)現(xiàn)的。其實(shí)手機(jī)也是個(gè)模塊，我們只要學(xué)會(huì)操作就行了，不管它里面發(fā)生了什么事情。

附參考代碼如下:

#include

void LCD_init(void);

void delayUs(unsigned char t);

void delayMs(unsigned char t);

void write_com(unsigned char mycmd);

void write_data(unsigned char mydata);

sbit RS=P2^7;

sbit EN=P2^6;

void main (void)

{

LCD_init();

write_com(0x0f);

write_data(0x41);

while(1);

}

void LCD_init(void)

{

delayMs(15);

write_com(0x38);

delayMs(5);

write_com(0x38);

write_com(0x08);

write_com(0x01);

write_com(0x06);

write_com(0x0c);

}

void delayUs(unsigned char t)

{

while(--t);

}

void delayMs(unsigned char t)

{

while(--t)

{

delayUs(245);

delayUs(245);

}

}

void write_com(unsigned char mycmd)

{

delayMs(5);//注意這里需要延時(shí)5ms比較保險(xiǎn)代替判斷忙信號(hào)

P0=mycmd; //準(zhǔn)備好指令

RS=0; //告訴LCD1602，P0中放的是指令不是數(shù)據(jù)

EN=1;

delayUs(5); //根據(jù)時(shí)序圖，脈沖要有一定寬度

EN=0; //使指令有效，開(kāi)始執(zhí)行

}

void write_data(unsigned char mydata)

{

delayMs(5);//注意這里需要延時(shí)5ms比較保險(xiǎn)

P0=mydata;

RS=1;

EN=1;

delayUs(5);

EN=0;

}