LCD1602液晶开发技术详解

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1602液晶它也可以被叫做1602字符型液晶，这个是一种只用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。1602里面存储器有三种：CGROM、CGRAM、DDRAM。

DDRAM(Display Data RAM)就是显示数据RAM，用来寄存待显示的字符代码。共80个字节，其地址和屏幕的对应关系如下，如图1：

 

图1  数据地址和屏幕对应的关系

 

DDRAM其实就是我们平时说的PC机的显存，如果说我们想要在屏幕上显示我们想要显示的，直接把需要的字符代码送入现实就可以了，很简单就能够在屏幕上显示我们想要显示的。相同的LCD1602总共存在80个字节的显存，就是DDRAM。遗憾的是LCD1602显示不出来这么多的字符，正是因为这样，不是每一个写在DDRAM上的字符

都能够在显示器上显示出来，只有在上图提及到的才能够正常的显示，而上图未提到的则不能够显示出来。正是因为这样，我们在程序中可以利用下面的“光标或显示移动指令”使字符慢慢移动到可见的显示范围内，看到字符的移动效果。

那么如何在液晶上显示字符呢，就是把要写入的字符给DDRAM。举个例子，我现在想在屏幕上显示“A”，我就把我要的字符“A”的字符代码41H写入DDRAM的00H地址处然后得到。那我们应该怎么去写入呢，我们在后面经行及一步的阐述。我们下面将要介绍的是A的字模，如图2。

 

图2  A的字模

 

上面的图左侧显示的就是“A”的字模数据，上面的图右侧显示“○”代表0，用“■”代表 1。这样我们就能够显示出“A”这个字形。

在LCD1602模块上固化了字模存储器，就是CGROM和CGRAM，HD44780内置了192个常用字符的字模，存于字符产生器CGROM(Character Generator ROM)中，另外还有8个允许用户自定义的字符产生RAM，称为CGRAM(Character Generator RAM)。下图（字模表）说明了CGROM和CGRAM与字符的对应关系。从ROM和RAM的名称我们也可以知道，ROM是早已固化在LCD1602模块中的，只能读取；但是RAM即可以读又可以写。那么就是说，若是指要求在屏幕上显示CGROM中已经拥有的字符，那就仅仅需要在DDRAM中写入它的字符代码就可以了；若是说我想显示的是CGROM中不存在的字符，例如美元的符号，那就只能先在CGRAM中规定了，下一步再在DDRAM中写入我们之前自己定义的字符就可以了。但是相比于CGROM中固化的字符不一样，

CGRAM内自身没有任何字符，那就必须在DDRAM中写入一些CGROM没有的字符，一定要在CGRAM中首先把符号定义然后再去使用。程序退出后，CGRAM内之前定义的字符也会随着程序的退出而不再存在，若要是在使用的时候，就一定要重新定义。

那么如何在CGRAM中自定义字符呢？在上面的介绍中，我们知道如何设置CGRAM地址指令，同写DDRAM指令相似，只须设置好某个自定义字符的字模数据，然后按照上面介绍的方法，设置好CGRAM地址，依次写入这个字模数据即可。我们在后面的例子中再进行说明。如图3。

 

图3  设置CGRAM地址指令

 

1602使用三条控制线：EN、RW、RS。

 他们当中EN的作用其实就是中线的功能，RW和RS指示了读、它写的是写的方向和内容。在读数据（或者Busy标志）期间，EN线必须保持高电平；而在写指令（或者数

据）过程中，EN线上必须送出一个正脉冲。RW、RS的组合一共有四种情况，分别对应四种操作：

RS＝0、RW＝0——表示向LCD写入指令。

RS＝0、RW＝1——表示读取Busy标志。

RS＝1、RW＝0——表示向LCD写入数据。

RS＝1、RW＝1——表示从LCD读取数据。LCD1602引脚定义如表3.2。

 

表3.2 LCD1602引脚定义

引脚号	符号	引脚说明	引脚号	符号	引脚说明
1	VSS	电源地	9	D2	数据端口
2	VDD	电源正极	10	D3	数据端口
3	V0	偏压信号	11	D4	数据端口
4	RS	命令/数据	12	D5	数据端口
5	RW	读/写	13	D6	数据端口
6	E	脉冲使能	14	D7	数据端口
7	D0	数据端口	15	A	背光正极
8	D1	数据端口	16	K	背光负极

 

说明：

(1) 各部分功能：

①VSS接电源地

②VDD接+5V

③V0代表的是液晶上的偏压信号，它是能够接收10K的精准电位器。也可以说相同的阻值的RM065，RM063数据的蓝白是可以调节的。

④RS是命令/数据选择引脚，接单片机的其中一个I/O口。当RS=0,选择指令模式；RS=1，选择数据模式。

⑤RW为读/写模式选择引脚，接单片机的一个I/O口，

RW=0——写，向1602写数据或是指令。

RW=1——读，我们可以说是从1602读取信息也可以是说是状态，是没有必要进行读取操作，它能够直接接Vss。

⑥LCD1602执行命令的使能信号，接单片机的一个I/O口。

⑦D0~D7：LCD1602的并行数据输入/输出端口，能够接单片机上的所有的8位的I/O端口（P0~P3），要是说是接P0口的话一定要接一个8位的上拉电阻。当应用4线并行驱动模式的时候，只需接4个并行的I/O端口。

⑧A：背光正极，可以接一个10~47Ω的限流电阻接到VDD。

⑨K：背光负极，接VSS。

 

(2) LCD1602的基本操作

①读状态：RS=0，RW=1，E=高脉冲。输出：D0~D7为状态字。

②读数据：RS=1，RW=1，E=高脉冲。输出：D0~D7为数据。

③写指令：RS=0，RW=0，E=高脉冲。输出：无

④写数据：RS=1，RW=0，E=高脉冲。输出：无。

 

读操作时序如图4。

图4  读写做时序

 

写操作时序如图5。

 

 

图5  写操作时序

    

LCD1602液晶显示屏指令：

(1)工作方式设置指令，如图6。

 

Code	RS	R/W	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
	0	0	0	0	1	DL	N	F	X	X

 

                       

 

 

X：忽略，也就是说这个位是0或1都可以，一般取0。

DL：设置数据接口位数。

DL=1：8位数据接口(D7—D0)。

DL=0：4位数据接口(D7—D4)。

N=0：一行显示。

N=1：两行显示。

F=0：5×8点阵字符。

F=1：5×10点阵字符。

 说明：正是由于是写指令字，那就是说RS与RW全是0。LCD1602仅仅能用并行方式驱动，并不允许使用串行方式驱动。而并行方式又可以选择8位数据接口或4位数据接口。这里我们选择8位数据接口(D7—D0)。我们的设置是8位数据接口，两行显示，5×8点阵，即0b00111000也就是0x38。

 

(2) 显示开关控制指令，如图7。

 

Code	RS	R/W	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
	0	0	0	0	0	0	1	D	C	B

 

                     

 

 

D=1：显示开，D=0：显示关。

C=1：光标显示，C=0：光标不显示。

B=1：光标闪烁，B=0：光标不闪烁。

 

(3) 进入模式设置指令，如图8。

 

Code	RS	R/W	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
	0	0	0	0	0	0	0	1	I/D	S

 

                      

 

 

(4) I/D=1：写入新数据后光标右移。

   I/D=0：写入新数据后光标左移。

   S=1：显示移动。

   S=0：显示不移动。如图9，光标控制指令。

                           

S=1	I/D=1	It shift the display to the left
S=0	I/D=0	It shift the display to the right

 

说明：这里的设置是0x06。

 

(5) 显示移动指令，如图10。

 

Code	RS	R/W	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
	0	0	0	0	0	1	S/C	R/L	X	X

 

 

 

 

 

(6) 清屏指令，如图11。

Code	RS	R/W	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1

 

 

 

 

 

(7) 光标归位指令，如图12。

Code	RS	R/W	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
	0	0	0	0	0	0	0	0	1	X

 

 

 

 

说明：光标返回屏幕左上角，它不改变屏幕显示内容。

 

(8) 设置CGRAM地址指令，如图13。

 

Code	RS	R/W	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
	0	0	0	1	a	a	a	a	a	a

 

 

 

 

 

(9) 设置DDRAM地址指令，如图14。

Code	RS	R/W	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
	0	0	1	a	a	a	a	a	a	a

 

 

 

 

 

(10) 读忙信号和地址计数器AC，如图15。

Code	RS	R/W	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
	0	1	BF	a	a	a	a	a	a	a

 

 

 

 

有很多人都会有这样的问题，就是执行一条指令的时候，从来都没有成功过。好在我们有另外的办法，也就是延时。通过查看每条指令的执行时间，再经过一些试验，可以确定指令的延时。这样就可以在上一条指令执行完毕后再执行下一条指令了。

 

(11) 写数据到CGRAM或DDRAM指令，如图16。

Code	RS	R/W	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
	1	D	d	d	d	d	d	d	d	d

 

 

 

 

 

(12) 从CGRAM或DDRAM读数据指令，如图17。

Code	RS	R/W	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
	1	1	d	d	d	d	d	d	d	d

 

                    

 

   

1602LCD的一般初始化（复位）过程 

延时15mS 

写指令38H（不检测忙信号） 

延时5mS 

写指令38H（不检测忙信号） 

延时5mS 

写指令38H（不检测忙信号） 

以后每次写指令、读/写数据操作均需要检测忙信号 

写指令38H：显示模式设置 

写指令08H：显示关闭 

写指令01H：显示清屏 

写指令06H：显示光标移动设置 

写指令0CH：显示开及光标设置

 

它的特性有：

（1）3.3V或5V工作电压，对比度可调；

（2）内含复位电路；

（3）提供各种控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能；

（4）有80字节显示数据存储器DDRAM；

（5）内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM；

（6）8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM。

 

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