精编第章LCD显示器原理及应用.docx

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精编第章LCD显示器原理及应用

第九章LCD显示器原理及应用

9.1液晶显示器模块的原理

一．字符型液晶显示模块RT-1602C的外观与引脚

显示容量：

16×2个字符；工作电流2.0mA（5.0V）；字符尺寸：

2.95×4.35mm。

RT-1602C采用标准的16脚接口，各引脚情况如下：

第1脚：

VSS为电源地；

第2脚：

VDD为+5V电源；

第3脚：

VL为液晶显示对比度调整端，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10K的电位器调整对比度。

第4脚：

RS为数据/命令选择端，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择命令寄存器。

[RS：

RegisterSelection]

第5脚：

，读写操作选择（1－读，0－写）。

寄存器及操作

指令寄存器写入

忙信号和地址计数器读出

数据寄存器写入

数据寄存器读出

第6脚：

E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时（负跳变），液晶模块执行命令。

第7～14脚：

D0～D7，为8位双向数据总线，与单片机的数据总线相连，三态。

第15脚：

BLA，背光电源，通常为＋5V，并联一个电位器，调节背光亮度。

第16脚：

BLK，背光电源地。

二．字符型液晶显示模块RT-1602C的内部结构

液晶显示模块RT-C1602C的内部结构可以分成三部分：

一为LCD控制器，二为LCD驱动器，三为LCD显示装置，如图所示：

控制器采用HD44780，驱动器采用HD44100。

HD44780是字符型液晶显示控制器的代表电路。

HD44780集成电路的特点：

1、可选择5×7或5×10点字符。

2、

3、HD44780的显示缓冲区DDRAM、字符发生存储器（ROM）及用户自定义的字符发生器CGRAM全部集成在芯片内。

HD44780有80个字节的显示缓冲区，分两行，地址为：

第一行为00H~27H；（0～39→40）

第二行为40H~67H。

（64～103→40）

显示位置的排列顺序跟LCD的型号有关，RT-1602C液晶显示模块的显示地址与实际显示位置的关系如下图所示。

【

27H＝2×16＋7＝39

40H＝4×16＝64

67H＝6×16＋7＝96＋7＝103

103－64＝39

】

4、HD44780具有8位数据和4位数据传输两种方式，可与4/8位CPU相连。

【采用8位CPU时，应该采用8位数据传输方式，在51中，用8位方式】

5、HD44780具有简单而功能较强的指令集，可实现字符移动、闪烁等显示功能。

HD44780内部的字符发生存储器（ROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如图所示：

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。

比如数字“1”的代码是00110001B（31H），又如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），【上面的数字在前，左边的数字在后】可以看出英文字母的代码与ASCII编码相同。

要显示“1”时，只需将ASCII码31H存入DDRAM指定位置，显示模块将在相应的位置把数字“1”的点阵字符图形显示出来，就可以看到数字“1”。

三．指令格式与指令功能

LCD控制器HD44780内有多个寄存器，通过RS和引脚上的电平决定对（命令和数据）寄存器的选择和读/写，DB7～DB0决定命令功能。

选择情况如表：

寄存器及操作

指令寄存器写入

忙标志和地址计数器读出

数据寄存器写入

数据寄存器读出

总共有11条指令，它们的格式和功能如下：

上图中红色“1”代表每一个指令的特征。

1.清屏命令格式【指令寄存器写入，指令码0X01】

功能：

清除屏幕，将显示缓冲区DDRAM的内容全部写入空格（ASCII20H）。

光标复位，回到显示器的左上角（光标复位到地址00H位置）。

并给地址计数器AC清零。

【数据指针清零，所有显示清零】

2．光标复位命令格式【指令寄存器写入】

功能：

光标返回到地址00H位置。

【数据指针清零】

3．输入方式设置命令格式：

【指令寄存器写入】

I/D

功能：

设定光标的移动方向，并指定整体显示是否移动。

其中：

I/D光标移动方向：

当I/D＝1，光标从左向右移动；当读或写一个字符后，地址指针加1，且光标加1。

当I/D＝0，光标从右向左移动；当读或写一个字符后，地址指针减1，且光标减1

S屏幕上所有文字是否左移或者右移：

当S＝1时，写入一个字符，整屏显示左移（I/D＝1）或右移（I/D＝0），以得到光标不移动而屏幕移动的效果；当S＝0时，写入一个字符，整屏显示不移动。

4．显示开关控制命令格式：

【指令寄存器写入】

显示控制开关。

其中：

D位控制整体显示的开与关，D＝1，开显示；D＝0，关显示。

C位控制光标的开与关，C＝1，有光标；C＝0，无光标。

B位控制光标字符闪烁，B＝1，字符闪烁；B＝0，字符不闪烁。

例如：

RS＝0，RW＝0，OCH＝00001100

表示：

D＝1开显示，C＝0无光标，B＝0字符不闪

例如：

RS＝0，RW＝0，OEH＝00001100

表示：

D＝1开显示，C＝1有光标，B＝0字符不闪

5．光标或显示移位置命令格式：

【指令寄存器写入】

S/C

R/L

功能：

移动光标或整体显示，DDRAM中内容不变。

其中：

S/C＝1时，移位显示的文字；S/C=0时，移动光标。

R/L＝1时，向右移位；R/L＝0时，向左移位。

6．功能设置命令格式：

【指令寄存器写入】

DL位设置接口数据位数，DL＝1为8位数据接口；DL＝0为4位数据接口。

【MCS-51为8位，所以应该用8位方式】

【和教材上的不一样】

N位设置显示行数，N＝0，单行显示；N＝1双行显示。

F位设置字型大小，F＝1时为5×10点阵字符，F＝0时为5×7点阵字符。

例如：

00111000

表示：

设置8位数据接口，16×2（2行显示），5×7点阵字符

7．设置字库CGRAM地址命令格式：

【指令寄存器写入】

功能：

设置CGRAM的地址，地址范围0～63。

【字符发生器RAM地址设置。

】

8．显示缓冲区DDRAM地址设置命令格式：

【指令寄存器写入】

功能：

DDRAM地址设置，地址范围为0～127。

【控制器内设有一个数据地址指针，用户可通过它们来访问内部的全部80字节RAM，80H＋地址码（0－27H，40H－67H）】

9．读忙标志BF及光标地址AC命令格式：

【指令寄存器，忙标志读出】

功能：

BF（BusyFlag）位为忙标志。

BF＝1，表示忙，LCM不能接收命令和数据；BF＝0，表示LCM不忙，可以接收命令和数据。

AC位为地址计数器的值，范围为0～127。

【00～7FH】

10．写DDRAM或CGRAM命令格式：

【数据寄存器写入】

DATA

功能：

将数据写入CGRAM或DDRAM中，应与CGRAM或DDRAM地址设置命令结合使用。

11．读DDRAM或CGRAM命令格式：

【数据寄存器读出】

DATA

功能：

从CGRAM或DDRAM中读出数据，应与CGRAM或DDRAM地址设置命令结合使用。

液晶显示模块是一个慢显示器件，如果在执行每条指令之前，一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。

所以在写入命令或数据时，要先查询液晶显示模块是否忙。

显示字符时首先要输入显示字符地址，也就是告诉模块在什么位置显示字符，表9-2是TC1602EL液晶模块的内部显示位与DDRAM地址的对应关系。

表9－2显示位与DDRAM地址的对应关系

四．LCD显示器的初始化

LCD使用之前须对它进行初始化，初始化可通过复位完成，也可在复位后完成，初始化过程如下：

1．清屏；

2．功能设置；（一般有多条语句）

3．开/关显示设置；

4．输入方式设置。

9.1.2LCD显示器与单片机的接口与应用

下图是LCD显示器与8051单片机的接口连接图，图中RT-1602C的数据线与8051的P1口相连，RS与8051的P2.0相连，与8051的P2.1相连，E端与8051的P2.2相连。

编程在LCD显示器的第一行、第一列开始显示“GOOD”，第二行、第6列开始显示“BYE”。

【已通过chap91】

#include

sbitRS=P2^0;

sbitRW=P2^1;

sbitE=P2^2;

unsignedcharLCD_Status;

voiddelay（unsignedint）;

voidinit（void）;

voidwcmd（unsignedchar）;

voidwdat（unsignedchar）;

unsignedcharBusy_Check（void）;

voidmain（）//主函数

{

init（）；

wcmd（0x80）；//写入显示缓冲区起始地址为第1行第1列

wdta（‘G’）；//第1行第1列显示字母“G”

wdat（‘O’）；//第1行第2列显示字母“O”

wdat（‘O’）；//第1行第3列显示字母“O”

wdat（‘D’）；//第1行第4列显示字母“D”

//【80H＋45H＝C5H】

wcmd（0xc5）；//写入显示缓冲区起始地址为第2行第6列

wdat（‘B’）；//第2行第6列显示字母“B”

wdat（‘Y’）；//第2行第7列显示字母“Y”

wdat（‘E’）；//第2行第8列显示字母“E”

while

（1）；

}

voidinit（）//初始化函数，主要写命令

{

wcmd（0x01）；//01H=00000001，清屏

wcmd（0x38）；//38H=00111000，使用8位，显示两行，用5*7的字型

wcmd（0x0e）；//0eH＝00001110，开显示，有光标，字符不闪烁

wcmd（0x06）；//06H＝00000110，字符不动，光标自动右移一格

}

寄存器及操作

指令寄存器写入

忙信号和地址计数器读出

数据寄存器写入

数据寄存器读出

由于LCD是一慢速显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认LCD的忙标志为0，即非忙状态，否则该命令将失效。

unsignedcharBusy_Check（）//检查忙函数

{

unsignedcharLCD_Status;

RS=0;RW=1;

E=1;

delay（20）;

LCD_Status=P0;

delay（20）;

E=0;

returnLCD_Status;

}

voidwcmd（unsignedcharcmd）//写命令函数,RS=0；RW=0

{

//while（Busy_Check（）&0x80==0x80）;//写命令前，先检查设备是否忙？

RS=0；RW=0；//指令寄存器写入

E=1；//E由高电平到低电平跳变，液晶模块执行命令

P0=cmd；//命令由P0口送入LCD

E=0；

delay（20）；

}

voidwdat（unsignedchardat）//写数据函数,RS=1；RW=0

{

//while（Busy_Check（）&0x80==0x80）;//写数据前，先检查设备是否忙？

RS=1；RW=0；

E=1；//E由高电平到低电平跳变，液晶模块执行命令

P0=dat；//数据由P1口送入LCD

delay（20）；//延时大约2ms

E=0；

}

voiddelay（unsignedintms）

{

unsignedchari;

while（ms--）

for（i=0;i<120;i++）;

}

【已通过chap92】

#include

#include//strlen函数的原型在string.h中

voidInit_LCD（）;

voidShowString（unsignedchar,unsignedchar）;

voidWcmd（unsignedchar）;

voidWdat（unsignedchar）;

voidDelay（unsignedint）;

unsignedcharBusy_Check（）;

unsignedcharPrompt[]="1234567890abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";

sbitRS=P2^0;

sbitRW=P2^1;

sbitEN=P2^2;

voidDelay（unsignedintms）////延时函数

{

unsignedchari;

while（ms--）

for（i=0;i<120;i++）;

}

voidInit_LCD（）//初始化LCD

{

Wcmd（0x38）;//00111000,8位，2行显示，用5×7点阵字符

Delay

（1）;

Wcmd（0x01）;//00000001，清屏

Delay

（1）;

Wcmd（0x06）;//00000110，字符不动，光标自动右移一格。

命令3

Delay

（1）;

Wcmd（0x0e）;//00001110，开显示，有光标，字符不闪烁

Delay

（1）;//0x0c=00001100，开显示，无光标，字符不闪烁

}

voidShowString（unsignedcharx,unsignedchary）

{

unsignedchari=0;

if（y==1）

{Wcmd（0x80|x）;//命令8要求最高位为“1”，第一行的第x位置开始写

if（strlen（Prompt）>16）

for（i=0;i<16;i++）//一行显示16个字符

Wdat（Prompt[i]）;

else

for（i=0;i

Wdat（Prompt[i]）;

}

if（y==2）

{

Wcmd（0xc0|x）;//0x80+0x40=0xc0，从第二行的第x位置开始写

if（strlen（Prompt>31））

for（i=16;i<32;i++）//一行显示16个字符

Wdat（Prompt[i]）;

else

for（i=16;i

{

for（i=strlen（Prompt）;i<32;i++）

Prompt[i]='';//第2行不满的部分，填充空格，否则为乱码

Wdat（Prompt[i]）;

}

voidWcmd（unsignedcharcmd）//写命令函数

{

while（（Busy_Check（）&0x80）==0x80）;

RS=0;RW=0;//写命令,RS=0；RW=0

EN=1;

P0=cmd;

Delay

（1）;

EN=0;//EN由高电平到低电平跳变，液晶模块执行命令

}

voidWdat（unsignedchardat）//写数据函数

{

while（（Busy_Check（）&0x80）==0x80）;

RS=1;RW=0;//写数据,RS=1；RW=0

EN=1;

P0=dat;

Delay

（1）;

EN=0;//EN由高电平到低电平跳变，液晶模块执行命令

}

unsignedcharBusy_Check（）//检查是否忙

{

unsignedcharLCD_Status;

RS=0;RW=1;//读忙状态,RS=0；RW=1

EN=1;

LCD_Status=P0;

Delay

（1）;

EN=0;//EN由高电平到低电平跳变，液晶模块执行命令

returnLCD_Status;

}

voidmain（）//主函数

{

Init_LCD（）;

ShowString（0,1）;//（x,y）,x开始写的列（从0～15），y=1,显示在第1行

if（strlen（Prompt）>16）ShowString（0,2）;//（x,y）,x开始写的列，y=2在第2行

while

（1）;

}

【变化的情况】

voidInit_LCD（）//初始化LCD

{

Wcmd（0x38）;//00111000,8位，2行显示，用5×7点阵字符

Delay

（1）;

Wcmd（0x01）;//00000001，清屏

Delay

（1）;

Wcmd（0x06）;//00000110，字符不动，光标自动右移一格。

命令3

Delay

（1）;

Wcmd（0x0f）;//0x0f=00001111，开显示，有光标，字符闪烁

（1）

Delay

（1）;//0x0d=00001101，开显示，无光标，字符闪烁

（2）

}

【chap3】

unsignedcharword1[16]={"Thisprogramm"};//第1行显示缓存

unsignedcharword2[16]={"byLiXueli"};//第2行显示缓存

codeunsignedcharword3[16]={"!

"};//用于固定显示的数据，固

codeunsignedcharword5[16]={"WellcomeTo"};//用于固定显示的数据，固

codeunsignedcharword6[16]={"ProteusTools!

"};//用于固定显示的数据，固化到ROM中

#include

#defineREG0XBYTE[0x0000]//LCD写指令寄存器的地址，可根据配置修改

#defineREG1XBYTE[0x0001]//LCD读出数据到D0~D7的地址，可根据配置修改

#defineREG2XBYTE[0x0002]//LCD写数据寄存器的地址，可根据配置修改

#defineREG3XBYTE[0x0003]//LCD读数据寄存器的地址，可根据配置修改

unsignedcharbdatabusyflag;

unsignedchardat,datn;

unsignedcharword1[16]={"Thisprogramm"};//第1行显示缓存

unsignedcharword2[16]={"byLiXueli"};//第2行显示缓存

codeunsignedcharword3[16]={"!

"};//用于固定显示的数据，固化到ROM中

codeunsignedcharword5[16]={"WellcomeTo"};//用于固定显示的数据，固化到ROM中

codeunsignedcharword6[16]={"ProteusTools!

"};//用于固定显示的数据，固化到ROM中

sbitbusyflag_7=busyflag^7;

sbitp10=P1^0;

sbitp11=P1^1;

sbitp12=P1^2;

voidbusy（）//查询LCD是否忙碌子程序

{

busyflag=REG1;

}while（busyflag_7）;

}

voidwrc（unsignedcharwcon）//写控制指令子程序

{

busy（）;

REG0=wcon;

}

voidwrd（unsignedcharwdat）//写数据寄存器子程序

{

busy（）;

REG2=wdat;

}

voidrdd（）//读数据寄存器子程序

{

busy（）;

dat=REG3;

}

voidlcdint（）//LCD初始化子程序

{

wrc（0x38）;

wrc（0x01）;

wrc（0x06）;

wrc（0x0c）;

}

voidwrn（unsignedcharword[]）//连续写n个字符数据到LCD的数据寄存器中

{

unsignedchari;

for（i=0;i<16;i++）

{

wrd（word[i]）;

}

voidmain（）

{

lcdint（）;//初始化

wrc（0x80）;

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