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液晶.docx

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液晶

2.2.2显示芯片

在工业控制中，显示器件向来是很重要的一环，随着科技的迅速发展，显示器件的种类也是越来越多，目前主流的显示器件就是液晶显示器，液晶显示器简称LCD显示器，它是利用液晶经过处理后能够改变光线的传输方向的特性实现显示信息的，液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富超薄轻巧等优点，在单片机应用系统中得到日益广泛的应用。

液晶显示器按其功能分为三类：

笔端式液晶显示器、字符点阵式液晶显示器、图形点阵式液晶显示器。

前两种能够显示数字、字符等，而图形点阵式液晶显示器还可以显示汉字和任意图形。

本设计选择经济实惠的字符型液晶显示器LCD1602作为显示器件。

LCD1602可以显示两行，每行16个字符，采用+5V电源供电，外围电路配置简单，价格便宜，具有很高的性价比。

2.2.2.1LCD1602简介

首先要介绍一下LCD1602的外围引脚，从其外观着手把握它的电路接法以及控制功能使用：

第1脚：

VSS为地电源；

第2脚：

VDD接5V正电源；

第3脚：

V0为液晶显示器对比度调整端，接正极电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度；

第4脚：

RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器，低电平时选择指令寄存器；

第5脚：

RW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RW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，RW为高电平时可以读取忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据；

第6脚：

E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令；

第7-14脚：

D0～D7为8位双向数据线；

第15-16脚：

空脚[8]。

本设计中液晶显示器的作用就是显示温度值。

液晶的数据口接单片机的P0口，P0口需接上拉电阻。

电源接5V，控制信号也由单片机的P2.1/P2.2/P2.3控制，在液晶上显示所测温度。

本设计单片机与LCD1602液晶显示器的接口见图2-4。

图2-4单片机与液晶接线

接下来要介绍一下液晶的内部结构。

LCD1602内部结构分为三部分：

一为LCD控制器，二为LCD驱动器，三为LCD显示装置。

控制器采用HD44780，驱动器采用HD44100。

HD44780是集控制器、驱动器为一体专用于字符显示控制驱动集成电路。

HD44780有80个字节的现实缓冲区，分两行，地址分别为00H-27H，40H-67H，它们的实际显示位置与显示器的型号有关。

HD44780内有多个寄存器，通过RS和R/W引脚共同决定选择哪一个寄存器。

总共有11条指令，它们的功能如下：

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：

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，低电平表示关闭显示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，低电平时为8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：

字符发生器RAM地址设置；

指令8：

DDRAM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，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙；

指令10：

写数据；

指令11：

读数据[9]。

3.4液晶显示模块

液晶显示屏是以若干个5×8或5×11点阵块组成的显示字符群。

每个点整块为一个字符位字符间距和行距都是都为一个点的宽度。

液晶屏具有64个字节的自定义字符RAM，可以自定义8个5×8点阵字符。

但本设计只需显示简单的字符，不需自定义显示。

由于LCD1602只能对二进制数进行操作，所以必须把检测得到的数据转换成二进制数才能显示出来。

温度值是一个实数，由三位整数及一位小数构成，我将它们分为四个二进制数，传送到液晶显示，小数点采取定点方式，这样就能准确的将温度显示在液晶屏上了。

转换公式：

tvalue为检测得到的温度值

disdata[0]=tvalue/1000+0x30;//百位数

disdata[1]=tvalue%1000/100+0x30;//十位数

disdata[2]=tvalue%100/10+0x30;//个位数

disdata[3]=tvalue%10+0x30;//小数位

温度显示子程序流程图见图3-4。

图3-4液晶显示流程图

液晶的写指令和写数据子程序是液晶显示的核心部分，没有这两个子程序，液晶将无法进行编程显示，以下将写指令和写数据子程序列出，其余详细程序见附录。

/*写指令*/

voidwr_com（unsignedcharcom）

{

delay1ms

（1）;

RS=0;

RW=0;

EN=0;

P0=com;

delay1ms

（1）;

EN=1;

delay1ms

（1）;

EN=0;

}

/*写数据*/

voidwr_dat（unsignedchardat）

{

delay1ms

（1）;;

RS=1;

RW=0;

EN=0;

P0=dat;

delay1ms

（1）;

EN=1;

delay1ms

（1）;

EN=0;

}

液晶初始化子程序

12864系列点阵型液晶显示模块

一、OCM12864液晶显示模块概述

1.OCM12864液晶显示模块是128×64点阵型液晶显示模块，可显示各种字符及图形，可与CPU直接接口，具有8位标准数据总线、6条控制线及电源线。

采用KS0107控制IC。

2.外观尺寸：

113×65×11mm（ocm12864-1）

93×70×10mm（ocm12864-2）

78×70×10mm（ocm12864-3）

3.视域尺寸：

73.4×38.8mm（ocm12864-1）

70.7×38mm（ocm12864-2）

64×44mm（ocm12864-3）

补充说明：

外观尺寸可根据用户的要求进行适度调整。

二、最大工作范围

1、逻辑工作电压（Vcc）：

4.5～5.5V

2、电源地（GND）：

3、LCD驱动电压（Vee）：

0～-10V

4、输入电压：

Vee～Vdd

5、工作温度（Ta）：

0～55℃（常温）/-20～70℃（宽温）

6、保存温度（Tstg）：

-10～65℃

三、电气特性（测试条件Ta=25,Vdd=5.0+/-0.25V）

1、输入高电平（Vih）：

3.5Vmin

2、输入低电平（Vil）：

0.55Vmax

3、输出高电平（Voh）：

3.75Vmin

4、输出低电平（Vol）：

1.0Vmax

5、工作电流：

2.0mAmax

四、接口说明

1. 12864-1,12864-2接口说明表

管脚号

管脚

电平

说明

VSS

逻辑电源地。

VDD

5.0V

逻辑电源正。

LCD驱动电压，应用时在VEE与V0之间加一2K可调电阻。

D/I

H/L

数据\指令选择：

高电平：

数据D0-D7将送入显示RAM；

低电平：

数据D0-D7将送入指令寄存器执行。

R/W

H/L

读\写选择：

高电平：

读数据；低电平：

写数据。

H.H/L

读写使能，高电平有效，下降沿锁定数据。

DB0

H/L

数据输入输出引脚。

DB1

H/L

数据输入输出引脚。

DB2

H/L

数据输入输出引脚。

DB3

H/L

数据输入输出引脚。

DB4

H/L

数据输入输出引脚。

DB5

H/L

数据输入输出引脚。

DB6

H/L

数据输入输出引脚。

DB7

H/L

数据输入输出引脚。

CS1

H/L

片选择信号，低电平时选择前64列。

CS2

片选择信号，低电平时选择后64列。

RET

复位信号，低电平有效。

VEE

-10V

LCD驱动电源。

背光电源,LED+。

背光电源,LED-。

2. 12864-3A接口说明表

管脚号

管脚

电平

说明

CSA

H/L

片选择信号，低电平时选择前64列。

CSB

片选择信号，低电平时选择后64列。

GND

逻辑电源地。

VCC

逻辑电源。

VEE

-10V

LCD驱动电源。

D/I

H/L

数据\指令选择，高电平：

数据D0-D7将送入显示RAM；

低电平：

数据D0-D7将送入指令寄存器执行。

R/W

H/L

读\写选择，高电平：

读数据；低电平：

写数据。

H.H/L

读写使能，高电平有效，下降沿锁定数据。

DB0

H/L

数据输入输出引脚。

DB1

H/L

数据输入输出引脚。

DB2

H/L

数据输入输出引脚。

DB3

H/L

数据输入输出引脚。

DB4

H/L

数据输入输出引脚。

DB5

H/L

数据输入输出引脚。

DB6

H/L

数据输入输出引脚。

DB7

H/L

数据输入输出引脚。

3. 12864-3B接口说明表

管脚号

管脚

电平

说明

CSA

H/L

片选择信号，低电平时选择前64列。

CSB

片选择信号，低电平时选择后64列。

GND

逻辑电源地。

VCC

逻辑电源。

-10V

LCD驱动电源。

D/I

H/L

数据\指令选择，高电平：

数据D0-D7将送入显示RAM；

低电平：

数据D0-D7将送入指令寄存器执行。

R/W

H/L

读\写选择，高电平：

读数据；低电平：

写数据。

H.H/L

读写使能，高电平有效，下降沿锁定数据。

DB0

H/L

数据输入输出引脚。

DB1

H/L

数据输入输出引脚。

DB2

H/L

数据输入输出引脚。

DB3

H/L

数据输入输出引脚。

DB4

H/L

数据输入输出引脚。

DB5

H/L

数据输入输出引脚。

DB6

H/L

数据输入输出引脚。

DB7

H/L

数据输入输出引脚。

RET

复位信号，低电平有效。

VEE

-10V

LCD驱动电源。

背光电源,LED+。

背光电源,LED-。

五、指令描述

1、显示开/关设置

CODE：

R/W　D/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0

H/L

功能：

设置屏幕显示开/关。

DB0=H，开显示；DB0=L，关显示。

不影响显示RAM（DDRAM）中的内容。

2、设置显示起始行

CODE：

R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0

行地址（0～63）

功能：

执行该命令后，所设置的行将显示在屏幕的第一行。

显示起始行是由Z地址计数器控制的，该命令自动将A0-A5位地址送入Z地址计数器，起始地址可以是0-63范围内任意一行。

Z地址计数器具有循环计数功能，用于显示行扫描同步，当扫描完一行后自动加一。

3、设置页地址

CODE：

R/W　D/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0

页地址（0～7）

功能：

执行本指令后，下面的读写操作将在指定页内，直到重新设置。

页地址就是DDRAM的行地址，页地址存储在X地址计数器中，A2-A0可表示8页，读写数据对页地址没有影响，除本指令可改变页地址外，复位信号（RST）可把页地址计数器内容清零。

DDRAM地址映像表

Y地址

………………………

DB0

∫PAGE0

DB7

X=0

DB0

∫PAGE1

DB7

X=1

∷

DB0

∫PAGE6

DB7

X=7

DB0

∫PAGE7

DB7

X=8

4、设置列地址

CODE：

R/W　D/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0

列地址（0～63）

功能：

DDRAM的列地址存储在Y地址计数器中，读写数据对列地址有影响，在对DDRAM进行读写操作后，Y地址自动加一。

5、状态检测

CODE：

R/W　D/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0

ON/OFF

RST

功能：

读忙信号标志位（BF）、复位标志位（RST）以及显示状态位（ON/OFF）。

BF=H：

内部正在执行操作；BF=L：

空闲状态。

RST=H：

正处于复位初始化状态；RST=L：

正常状态。

ON/OFF=H：

表示显示关闭；ON/OFF=L：

表示显示开。

6、写显示数据

CODE：

R/W　D/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0

功能：

写数据到DDRAM，DDRAM是存储图形显示数据的，写指令执行后Y地址计数器自动加1。

D7-D0位数据为1表示显示，数据为0表示不显示。

写数据到DDRAM前，要先执行“设置页地址”及“设置列地址”命令。

7、读显示数据

CODE：

RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0

功能：

从DDRAM读数据，读指令执行后Y地址计数器自动加1。

从DDRAM读数据前要先执行“设置页地址”及“设置列地址”命令。

六、接口时序

１.写操作时序

写操作时序

4. 读操作时序

　　　读操作时序

时序参数表：

名称

符号

最小值

典型值

最大值

单位

E周期时间

Tcyc

1000

E高电平宽度

Pweh

450

E低电平宽度

Pwel

450

E上升时间

E下降时间

地址建立时间

Tas

140

地址保持时间

taw

数据建立时间

Tdsw

200

数据延迟时间

Tddr

320

写数据保持时间

Tdhw

读数据保持时间

Tdhr

七、屏幕显示与DDRAM地址映射关系

…………

Y62

Y63

Y64

X=0

Line0

1/0

…………

1/0

DB0

Line1

1/0

…………

1/0

DB1

Line2

1/0

…………

1/0

DB2

Line3

1/0

…………

1/0

DB3

Line4

1/0

…………

1/0

DB4

Line5

1/0

…………

1/0

DB5

Line6

1/0

…………

1/0

DB6

Line7

1/0

…………

1/0

DB7

…………

X=7

Line60

1/0

…………

1/0

DB4

Line61

1/0

…………

1/0

DB5

Line62

1/0

…………

1/0

DB6

Line63

1/0

…………

1/0

DB7

八、测试硬件电路

液晶初始化子程序

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