第9章节 LCD显示器原理跟应用21.docx

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第9章节LCD显示器原理跟应用21

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）。

RS

寄存器及操作

0

0

指令寄存器写入

0

1

忙信号和地址计数器读出

1

0

数据寄存器写入

1

1

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：

RS

寄存器及操作

0

0

指令寄存器写入

0

1

忙标志和地址计数器读出

1

0

数据寄存器写入

1

1

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】

RS

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

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】

RS

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

×

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】

RS

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

0

0

0

0

0

0

0

1

I/D

S

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】

RS

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

0

0

0

0

0

0

1

D

C

B

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】

RS

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

0

0

0

0

0

1

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】

RS

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

0

0

0

0

1

DL

N

F

×

×

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】

RS

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

0

0

0

1

A

A

A

A

A

A

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】

RS

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

0

0

1

A

A

A

A

A

A

A

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】

RS

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

0

1

BF

AC

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】

RS

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

1

0

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】

RS

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

1

1

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