LCD1602地电路图和程序.docx
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LCD1602地电路图和程序
MS
基于1602字符型液晶显示器的显示系统
姓名：
杨越
班级：
电子11-1
学号：
110400104
1、实习目的
（1）了解飞思卡尔单片机的基本原理，掌握其基本的工作流程。
（2）了解LCD1602的基本原理及用法。
（3）能够熟练使用CodeWarrior软件编写C语言程序，使用BDM仿真器下载程序。
（4）能够熟练焊接电路板。
二、实验设备与器件
CodeWarrior软件，BDM仿真器，万用电路板,飞思卡尔单片机，LCD1602液晶显示器,
三、实验内容
内容：
利用飞思卡尔单片机制作基于1602字符液晶显示器的显示系统
要求：
用四个按键控制，按下第一个按键显示1，按下第二个按键显示2，以此类推。
（1）LCD1602液晶显示器的原理：
1602共16个管脚，但是编程用到的主要管脚不过三个，分别为：
RS（数据命令选择端）,R/W（读写选择端）,E（使能信号）;以后编程便主要围绕这三个管脚展开进行初始化，写命令，写数据。
以下具体阐述这三个管脚：
RS为寄存器选择，高电平选择数据寄存器，低电平选择指令寄存器。
R/W为读写选择，高电平进行读操作，低电平进行写操作。
E端为使能端，后面和时序联系在一起。
除此外，D0~D7分别为8位双向数据线。
操作时序：
RS
R/W
操作说明
0
0
写入指令码D0~D7
0
1
读取输出的D0~D7状态字
1
0
写入数据D0~D7
1
1
从D0~D7读取数据
注：
关于E=H脉冲——开始时初始化E为0，然后置E为1，再清0.
读取状态字时，注意D7位，D7=1，禁止读写操作；D7=0，允许读写操作；
所以对控制器每次进行读写操作前，必须进行读写检测。
（即后面的读忙子程序）
指令集：
LCD_1602初始化指令小结：
0x38 设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口
0x01 清屏
0x0F 开显示，显示光标，光标闪烁
0x08 只开显示
0x0e 开显示，显示光标，光标不闪烁
0x0c 开显示，不显示光标
0x06 地址加1，当写入数据的时候光标右移
0x02 地址计数器AC=0;（此时地址为0x80）光标归原点，但是DDRAM中断内容不变
0x18 光标和显示一起向左移动
（2）飞思卡尔单片机的功能及特点：
MC9S12XS128是16位单片机，由16位中央处理单元（CPU12X）、128KB程序、Flash（P-lash）、8KBRAM、8KB数据Flash（D-lash）组成片内存储器。
主要功能模块包括：
内部存储器，内部PLL锁相环模块，2个异步串口通讯SCI，1个串行外设接口SPIMSCAN模块，1个8通道输入/输出比较定时器模块TIM，周期中断定时器模块PIT，16通道A/D转换模块ADC，1个8通道脉冲宽度调制模块PWM，输入/输出数字I/O口。
本次设计中主要用到PORTA,PORTB端口：
PORTA：
PORTA为通用I/O口,共8个,作为通用数字I/O口使用,未集成特殊功
能.主要配置寄存器有：
数据寄存器PORTA、数据方向寄存DDRA、上拉电阻控制寄存器
PUCR和驱动控制寄存器RDR。
a.数据寄存器PORTA
通过写1/0使单片机对应引脚输出高低电平，或通过读取数据寄存器获得对应引脚的高低电平值。
例：
PORTA_PB0=1
b.数据方向寄存器DDRA
DDRA寄存器配置引脚为输出口还是输入口，“0”，输入口；“1”，输出口。
MCU复位后，DDRA值为0x00,引脚默认为输入口。
例：
DDRA=0xFF//配置PORTA口为输出
PORTB：
PORTB为通用数字I/O口,共8个。
其使用与PORTA基本一样。
主要配置寄存器有：
数据寄存器PORTB、数据方向寄存DDRB。
上拉电阻控制寄存器PUCR和驱动控制寄存器RDR与PORTA、PORTB、PORTE、PORTK共用。
a.数据寄存器PORTB
b.数据方向寄存器DDRB
四、原理图：
器件说明：
LCD1602（16管脚），2个排阻，4个10k电阻，一个1K电阻，飞思卡尔芯片（64管脚）
管脚连接：
VSS
GND
DB6
PB6
VCC
VCC
DB7
PB7
VEE
GND
A
VCC
RS
PA0
K
GND
RW
PA1
K1
PA4
E
PA2
K2
PA5
DB0
PB0
K4
PA6
DB1
PB1
K4
PA7
DB2
PB2
DB3
PB3
DB4
PB4
DB5
PB5
五、流程图
锁相环设置
初始化LCD
写指令
写数据
是否有键按下
显示字符
否
是
六、程序设计
1.voidPLL_Init（void）:
内部锁相环模块，单片机使用PLL功能能够获得更高的总线频率，这对于需要提高单片机运行速度的应用场合非常必要。
2.voidLCD_init（void）：
初始化LCD1602液晶显示屏，
3.voidLCD_write_command（uchardat）：
写指令
4.voidLCD_write_data（uchardat）：
写数据
5.voidLCD_disp_char（ucharx,uchary,uchardat）：
显示字符
6.voidmain（void）：
主函数
#include/*commondefinesandmacros*/
#include"derivative.h"/*derivative-specificdefinitions*/
#include"MC9S12XS128.h"
unsignedchara=0;
unsignedcharb=0;
unsignedcharc=0;
unsignedchard=0;
voidPLL_Init（void）//PLLCLK=2*OSCCLK*（SYNR+1）/（REFDV+1）
{//锁相环时钟=2*16*（2+1）/（1+1）=48MHz
REFDV=1;//总线时钟=48/2=24MHz
SYNR=2;
while（!
（CRGFLG&0x08））;
CLKSEL=0x80;//选定锁相环时钟
}
#defineLCD_DBPORTB
#defineLCD_RSPORTA_PA0
#defineLCD_RWPORTA_PA1
#defineLCD_EPORTA_PA2
voidLCD_init（void）;//初始化函数
voidLCD_write_command（ucharcommand）;//写指令函数
voidLCD_write_data（uchardat）;//写数据函数
voidLCD_disp_char（ucharx,uchary,uchardat）;//在某个屏幕位置上显示一个字符,X（0-16）,y（1-2）
//voidLCD_check_busy（void）;//检查忙函数。
我没用到此函数，因为通过率极低。
voiddelay_n25us（uintn）;//延时函数
//********************************
//*******初始化函数***************
voidLCD_init（void）
{
LCD_write_command（0x38）;//设置8位格式，2行，5x7
LCD_write_command（0x0c）;//整体显示，关光标，不闪烁
LCD_write_command（0x06）;//设定输入方式，增量不移位
LCD_write_command（0x01）;//清除屏幕显示
delay_n25us（10）;//实践证明，我的LCD1602上，用for循环200次就能可靠完成清屏指令。
//LCD_write_command（0x06）;
//LCD_write_command（0x0c）;
}
//********************************
//********写指令函数************
voidLCD_write_command（uchardat）
{
LCD_DB=dat;delay_n25us
（1）;
LCD_RS=0;delay_n25us
（1）;//指令
LCD_RW=0;delay_n25us
（1）;//写入
LCD_E=1;delay_n25us
（1）;//允许
LCD_E=0;
delay_n25us
（1）;//实践证明，我的LCD1602上，用for循环1次就能完成普通写指令。
}
//*******************************
//********写数据函数*************
voidLCD_write_data（uchardat）
{
LCD_DB=dat;delay_n25us
（1）;
LCD_RS=1;delay_n25us
（1）;//数据
LCD_RW=0;delay_n25us
（1）;//写入
LCD_E=1;delay_n25us
（1）;//允许
LCD_E=0;delay_n25us
（1）;
delay_n25us
（1）;
}
//********************************
//*******显示一个字符函数*********
voidLCD_disp_char（ucharx,uchary,uchardat）
{
ucharaddress;
if（y==1）
address=0x80+x;
else
address=0xc0+x;
LCD_write_command（address）;
LCD_write_data（dat）;
}
//********************************
/*******检查忙函数*************
voidLCD_check_busy（）//实践证明，在我的LCD1602上，检查忙指令通过率极低，以
{//至于不能正常使用LCD。
因此我没有再用检查忙函数。
而使
do//用了延时的方法，延时还是非常好用的。
我试了一下，用
{LCD_E=0;//for循环作延时，普通指令只要1次循就可完成。
清屏指令
LCD_RS=0;//要用200次循环便能完成。
LCD_RW=1;
LCD_DB=0xff;
LCD_E=1;
}while（LCD_DB^7==1）;
｝
******************************/
//********延时函数***************
voiddelay_n25us（uintn）
{uinti=0;
ucharj=0;
for（i=n;i>0;i--）
for（j=0;j<2;j++）;//在这个延时循环函数中我只做了2次循环，
}//实践证明我的LCD1602上普通的指令只需1次循环就能可靠完成。
//*******************************
voidcheck_key（void）//判断按键是否可以控制单片机（如果键入正常，则单片机上的LED会亮
{
if（!
PORTAB_PA4）{
PORTE_PE5=0;
a=1;
}
elseif（!
PORTAB_PA5）{
PORTE_PE5=0;
a=2;
}
elseif（!
PORTAB_PA6）{
PORTE_PE5=0;
a=3;
}
elseif（!
PORTAB_PA7）{
PORTE_PE5=0;
a=4;
}
else
PORTE_PE5=1;
}
//*********主函数*****************
voidport_init（）{
DDRB=0XFF;
DDRA=0XFF;
PORTB=0XFF;}
voidmain（void）{
//PLL_Init（）;
port_init（）;
LCD_init（）;
DDRE_DDRE5=1;
PORTE_PE5=1;//不亮
/*DDRA_DDRA0=1;
DDRA_DDRA1=1;
DDRA_DDRA2=1;
DDRA_DDRA3=1;*/
DDRA_DDRA4=0;//SETPORTAI/OINPUT
DDRA_DDRA5=0;
DDRA_DDRA6=0;
DDRA_DDRA7=0;
PORTAB_PA4=1;
PORTAB_PA5=1;
PORTAB_PA6=1;
PORTAB_PA7=1;
//LCD_disp_char（4,2,'1'）;
for（;;）{
_FEED_COP（）;/*feedsthedog*/
check_key（）;//检查按键
while
（1）
{
/*if（a==1）
{delay（10）;*///延时去抖
if（a==1）{
LCD_disp_char（0,2,'1'）;//在LCD第二行第一位输出1
}/*elseif（a==2）
{delay（10）;*///延时去抖
elseif（a==2）{
LCD_disp_char（1,2,'2'）;//在LCD第二行第二位输出2
}/*elseif（a==3）
{delay（10）;*///延时去抖
elseif（a==3）{
LCD_disp_char（2,2,'3'）;//在LCD第二行第3位输出3
}
/*elseif（a==4）//延时去抖
{delay（10）;*/
elseif（a==4）{
LCD_disp_char（3,2,'4'）;//在LCD第二行第4位输出4
}
//else{LCD_disp_char（12,1,'0'）;
//}
//LCD_disp_char（2,1,'2'）;
}/*loopforever*/
/*pleasemakesurethatyouneverleavemain*/
}
七、调试过程
（1）使用Altium画出电路图：
在电路图设计过程中，注明所用器件名称，规格，注意管脚的连接，尽可能让电路原理图规范，正确，方便看图焊接的工作。
（2）测量电路焊接是否正常：
焊接好电路板后，首先用万用表测试是否连通，将表笔两端分别置于连接的两管脚，将万用表开关置于分贝档，若有响声，则电路已经联通，分别测试该设计所用的所有管脚。
（3）检验输入I0：
用万用表分别检测4个按键，看按键是否起到输入作用。
将万用表开关置于电压档，分别测试按键按下前后的单片机电压。
若按键前电压为5v，按键后为0，则说明按键起到了输入的作用。
（4）输出IO端口：
输出口主要检验lcd1602的显示情况，首先用万用表测试，检查LCD1602管脚链接是否有问题。
注：
LCD1602的VEE串联一个电位器后接地，通过调节电位器，调节显示对比度，否则即使初始化程序正确，字符也可能显示不出来。
（5）程序：
程序中主要注意Lcd1602显示部分，因为LCD1602相对于单片机速度比较慢，所以在编写程序时应注意加延时。
八、遇到的问题及解决办法
（1）初次焊接LCD1602后，屏幕不亮
首先检查了电路板的焊接，及查阅了LCD1602的数据手册，因为使用的1602为16个管脚，需要将BLK接电源。
（2）BDM仿真器下载不上程序
重新安装BDM仿真器，确认文件已拷入相应的路径。
（3）重复下载程序后lLCD1602不显示
在检查硬件电路没有问题后，检查程序，并单步执行，发现初始化1602时循环次数设置过高。
（4）LCD1602初始化成功后不能正常显示字符
根据LCD1602连接电路图，发现D0-D7应接10K左右的排阻，然后与核心板引脚相连。
（5）LCD1602显示比较模糊
根据1602的使用手册，V0与GND相连的中间应接入10K左右电阻，并且电阻值越小对比度越大。
（6）按键不起作用
检查电路连接，发现上拉电阻接法错误，并改正。
（7）按键输入的数字显示并不稳定
在检查硬件电路没问题后，检查程序，查阅资料当得知，LCD1602需要初始化且速度较慢，所以应在初始化LCD1602时加入延时。
九、附：
图片截屏
图1.使用FreescaleCodeWarrior软件编写程序
图2.使用BDM仿真器下载程序
图3.硬件电路板设计：
九、实验总结与体会
通过本次实习，使我对LCD1602及飞思卡尔单片机的应用都有了很深的理解，这是第一次独立的把软件及硬件相结合，包括改写程序及焊接电路板，整个过程中也有不成功的时候，例如在硬件的电路设计时，忽略了上拉电阻，导致LCD根本不能显示，在软件编程方面，因为缺少延时，LCD显示不正常，但经过不断修改检验，最终完成了本次的实习项目，使我对电子信息工程这个专业也有了深入的了解。
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