新手必看1602字符液晶显示原理+实例详解.docx

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新手必看1602字符液晶显示原理+实例详解

1602详细资料和实例

1602字符液晶在实际的产品中运用的也比较多了，前几天留意了一下，发现宿舍门前的自动售水机就是采用的1602液晶进行显示的。

而且对于单片机的学习而言，掌握1602的用法是每一个学习者必然要经历的过程。

在此，我将使用1602过程中遇到的问题以及感受记录下来，希望能够给初学者带来一点指导，少走一点弯路。

       所谓1602是指显示的内容为16*2,即可以显示两行，每行16个字符。

目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。

1602液晶的正面（绿色背光，黑色字体）

1602液晶背面（绿色背光，黑色字体）

另一种1602液晶模块，显示屏是蓝色背光白色字体

       字符型LCD1602通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC（15脚）和地线GND（16脚），其控制原理与14脚的LCD完全一样，引脚定义如下表所示：

       HD44780内置了DDRAM、CGROM和CGRAM。

DDRAM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表：

也就是说想要在LCD1602屏幕的第一行第一列显示一个"A"字,就要向DDRAM的00H地址写入“A”字的代码（指A的字模代码，0x20～0x7F为标准的ASCII码，通过这个代码，在CGROM中查找到相应的字符显示）就行了。

但具体的写入是要按LCD模块的指令格式来进行的，后面我会说到的。

那么一行可有40个地址呀？

是的，在1602中我们就用前16个就行了。

第二行也一样用前16个地址。

对应如下：

DDRAM地址与显示位置的对应关系

（事实上我们往DDRAM里的00H地址处送一个数据，譬如0x31（数字1的代码，见字模关系对照表）并不能显示1出来。

这是一个令初学者很容易出错的地方，原因就是如果你要想在DDRAM的00H地址处显示数据，则必须将00H加上80H，即80H，若要在DDRAM的01H处显示数据，则必须将01H加上80H即81H。

依次类推。

大家看一下控制指令的的8条：

DDRAM地址的设定，即可以明白是怎么样的一回事了），1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形（无汉字），如下表所示，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，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”

       上表中的字符代码与我们PC中的字符代码是基本一致的。

因此我们在向DDRAM写C51字符代码程序时甚至可以直接用P1＝'A'这样的方法。

PC在编译时就把“A”先转为41H代码了。

       字符代码0x00～0x0F为用户自定义的字符图形RAM（对于5X8点阵的字符，可以存放8组，5X10点阵的字符，存放4组），就是CGRAM了。

后面我会详细说的。

       0x20～0x7F为标准的ASCII码，0xA0～0xFF为日文字符和希腊文字符，其余字符码（0x10～0x1F及0x80～0x9F）没有定义。

       那么如何对DDRAM的内容和地址进行具体操作呢，下面先说说HD44780的指令集及其设置说明，请浏览该指令集，并找出对DDRAM的内容和地址进行操作的指令。

共11条指令：

HD44780的指令集

1.清屏指令

功能：

<1>清除液晶显示器，即将DDRAM的内容全部填入"空白"的ASCII码20H;

            <2>光标归位，即将光标撤回液晶显示屏的左上方;

            <3>将地址计数器（AC）的值设为0。

2.光标归位指令

功能：

<1>把光标撤回到显示器的左上方;

            <2>把地址计数器（AC）的值设置为0;

            <3>保持DDRAM的内容不变

3.进入模式设置指令

功能：

设定每次定入1位数据后光标的移位方向，并且设定每次写入的一个字符是否移动。

参数设定的情况如下所示：

    位名              设置

    I/D              0=写入新数据后光标左移                            

                        1=写入新数据后光标右移

    S                0=写入新数据后显示屏不移动

                        1=写入新数据后显示屏整体右移1个字

4.显示开关控制指令

功能：

控制显示器开/关、光标显示/关闭以及光标是否闪烁。

参数设定的情况如下：

                位名              设置

                D                0=显示功能关          1=显示功能开

                C                0=无光标                  1=有光标

                B                0=光标闪烁              1=光标不闪烁

5.设定显示屏或光标移动方向指令

功能：

使光标移位或使整个显示屏幕移位。

参数设定的情况如下：

S/C              R/L                设定情况

0                0          光标左移1格，且AC值减1

  0                1          光标右移1格，且AC值加1

  1                0          显示器上字符全部左移一格，但光标不动

1                1          显示器上字符全部右移一格，但光标不动

6.功能设定指令

 功能：

设定数据总线位数、显示的行数及字型。

参数设定的情况如下：

  位名              设置

  DL                            0=数据总线为4位

                    1=数据总线为8位

  N                              0=显示1行

                    1=显示2行

  F                                0=5×7点阵/每字符                                

                    1=5×10点阵/每字符

7.设定CGRAM地址指令

 功能：

设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。

8.设定DDRAM地址指令

 功能：

设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。

（注意这里我们送地址的时候应该是0x80+Address，这也是前面说到写地址命令的时候要加上0x80的原因）

9.读取忙信号或AC地址指令

功能：

<1>读取忙碌信号BF的内容，BF=1表示液晶显示器忙，暂时无法接收单片机送来的数据或指令;

                    当BF=0时，液晶显示器可以接收单片机送来的数据或指令;

            <2>读取地址计数器（AC）的内容。

10.数据写入DDRAM或CGRAM指令一览

 功能：

<1>将字符码写入DDRAM，以使液晶显示屏显示出相对应的字符;

            <2>将使用者自己设计的图形存入CGRAM。

11.从CGRAM或DDRAM读出数据的指令一览

功能：

读取DDRAM或CGRAM中的内容。

基本操作时序：

读状态          输入：

RS=L，RW=H，E=H                    

                                  输出：

DB0～DB7=状态字

写指令          输入：

RS=L，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0～DB7=指令码

                输出：

无

读数据          输入：

RS=H，RW=H，E=H                                

                                  输出：

DB0～DB7=数据

写数据          输入：

RS=H，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0～DB7=数据

                输出：

无

       呵呵，看到这么多的控制指令希望你没有头晕。

其实这么多的指令刚开始的时候没有必要全部掌握，随着学习的深入可以再尝试去用更复杂的控制指令。

下面让我们一起驱动1602的液晶吧。

下面是我的液晶的连接图，用的是那种蓝底白字的液晶，其实蓝底白字和那种绿底黑字的液晶唯一的区别就是颜色的问题，至于用哪种液晶，就看各位自己的喜好咯。

       这就是我做测试用的最小系统，单片机是STC89C516，晶振为12M。

液晶为蓝底白字的那种1602。

       当我们硬件连接错误，或者程序错误时就会出现下图这种情况，就是上排显示16的白色的块（蓝底黑字的液晶则显示的是16个黑块）。

       下面我们来驱动1602吧在1602的上排显示“LCD1602checkok”下排显示“studyup”程序中没有用到忙检测，而是用的是延时函数来替代忙检测

#include    //包含头文件，这个嘛，就不用多说了～～

#defineuintunsignedint  //预定义一下

#defineucharunsignedchar

sbitrs=P3^5;    //1602的数据/指令选择控制线

sbitrw=P3^6;        //1602的读写控制线

sbiten=P3^7;        //1602的使能控制线

/*P2口接1602的D0~D7，注意不要接错了顺序，我以前可在这上面吃过亏～*/

ucharcodetable[]="LCD1602checkok";//要显示的内容1放入数组table

ucharcodetable1[]="studyup";            //要显示的内容2放入数组table1

voiddelay（uintn）      //延时函数                      

{

    uintx,y;

    for（x=n;x>0;x--）

        for（y=110;y>0;y--）;

}

/*********************************************************************************/

●voidlcd_wcom（ucharcom）  //1602写命令函数 （单片机给1602写命令）               

{//1602接收到命令后，不用存储，直接由HD44780执行并产生相应动作

    rs=0;            //选择指令寄存器

    rw=0;           //选择写

    P2=com;            //把命令字送入P2

    delay（5）;            //延时一小会儿，让1602准备接收数据

    en=1;          //使能线电平变化，命令送入1602的8位数据口

    en=0;

}

voidlcd_wdat（uchardat）        //1602写数据函数      

{

    rs=1;        //选择数据寄存器

    rw=0;        //选择写

    P2=dat;        //把要显示的数据送入P2

    delay（5）;      //延时一小会儿，让1602准备接收数据

    en=1;        //使能线电平变化，数据送入1602的8位数据口

    en=0;

}

voidlcd_init（）              //1602初始化函数      

{

    lcd_wcom（0x38）;      //8位数据，双列，5*7字形      

    lcd_wcom（0x0c）;      //开启显示屏，关光标，光标不闪烁

    lcd_wcom（0x06）;    //显示地址递增，即写一个数据后，显示位置右移一位

    lcd_wcom（0x01）;    //清屏

}

voidmain（）            //主函数

{    

    ucharn,m=0;

    lcd_init（）;                //液晶初始化

    lcd_wcom（0x80）;  //显示地址设为80H（即00H，）上排第一位（也是执行一条命令）      

    for（m=0;m<16;m++）    //将table[]中的数据依次写入1602显示

    {

            lcd_wdat（table[m]）;          

            delay（200）;

    }

    lcd_wcom（0x80+0x44）;//重新设定显示地址为0xc4,即下排第5位

    for（n=0;n<8;n++）  //将table1[]中的数据依次写入1602显示

    {    

            lcd_wdat（table1[n]）;

          delay（200）;

    }

    while

（1）;        //动态停机

}

       程序写好后烧写进单片机，现在让我们看看效果吧

       这就是显示的效果。

       下面让我们来看看如何显示一个自定义的字符吧 

       我们从CGROM表上可以看到，在表的最左边是一列可以允许用户自定义的CGRAM，从上往下看着是16个，实际只有8个字节可用。

它的字符码是00000000－00000111这8个地址，表的下面还有8个字节，但因为这个CGRAM的字符码规定0－2位为地址，3位无效，4－7全为零。

因此CGRAM的字符码只有最后三位能用也就是8个字节了。

等效为0000X111，X为无效位，最后三位为000－111共8个。

       如果我们要想显示这8个用户自定义的字符，操作方法和显示CGROM的一样，先设置DDRAM位置，再向DDRAM写入字符码，例如“A”就是41H。

现在我们要显示CGRAM的第一个自定义字符，就向DDRAM写入00000000B（00H）,如果要显示第8个就写入00000111（08H）,简单吧！

       好！

现在我们来看怎么向这八个自定义字符写入字模。

有个设置CGRAM地址的指令大家还记得吗？

赶快再找出来看看。

       从这个指令可以看出指令数据的高2位已固定是01，只有后面的6位是地址数据，而这6位中的高3位就表示这八个自定义字符，最后的3位就是字模数据的八个地址了。

例如第一个自定义字符的字模地址为01000000－01000111八个地址。

我们向这8个字节写入字模数据，让它能显示出“℃”

地址：

01000000　　数据：

00010000      图示:

○○○■○○○○

　　　01000001　　　　　00000110              ○○○○○■■○

　　　01000010　　　　　00001001              ○○○○■○○■

　　　01000011　　　　　00001000              ○○○○■○○○

　　　01000100　　　　　00001000              ○○○○■○○○

　　　01000101　　　　　00001001              ○○○○■○○■

　　　01000110　　　　　00000110              ○○○○○■■○

　　　01000111　　　　　00000000              ○○○○○○○○ 

       下面我们写一段程序让这8个自定义字符显示出一个心的图案：

（由于上面那个显示程序已经有很详细的注释了，因此这个程序只对与上个程序不同的地方写注释）

#include

#defineuintunsignedint

#defineucharunsignedchar

sbitrs=P3^5;

sbitrw=P3^6;

sbiten=P3^7;

ucharcodetable[]={0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,

                    0x18,0x1E,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,

                    0x07,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,

                    0x10,0x18,0x1c,0x1E,0x1E,0x1E,0x1E,0x1E,

                    0x0f,0x07,0x03,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,

                    0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x0f,0x07,0x01,

                    0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1c,0x18,0x00,

                    0x1c,0x18,0x10,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};//心图案

/*uchar  codetable1[]={0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00};//字符℃*/

voiddelay（uintn）                              

{

    uintx,y;

    for（x=n;x>0;x--）

            for（y=110;y>0;y--）;

}

voidlcd_wcom（ucharcom）                  

{

    rs=0;

    rw=0;

    P2=com;

    delay（5）;

    en=1;

    en=0;

}

voidlcd_wdat（uchardat）              

{

    rs=1;

    rw=0;

    P2=dat;

    delay（5）;

    en=1;

    en=0;

}

voidlcd_init（）                    

{

        lcd_wcom（0x38）;            

        lcd_wcom（0x0c）;          

        lcd_wcom（0x06）;            

        lcd_wcom（0x01）;            

}

voidmain（）

{    

                    charm=0;

    lcd_init（）;

    lcd_wcom（0x40）;            //设定CGRAM地址

    for（m=0;m<64;m++）    //将心型代码写入CGRAM中

    {

            lcd_wdat（table[m]）;          

    }

    lcd_wcom（0x85）;        //设定上排的显示位置

    for（m=0;m<4;m++）        //显示心型图案的上半部分

    {

            lcd_wdat（m）;

    }

    lcd_wcom（0xc5）;        //将显示坐标转移到下排和上排相对应的地方

    for（m=4;m<8;m++）        //显示心型图案的下半部分

    {

            lcd_wdat（m）;

    }

    while

（1）;

}

让我们一起来看看显示的效果吧～～

在绿底黑字液晶模块和蓝底白字液晶模块上分别显示的效果。

下面再为大家展示几种可能出现的问题 

       1：

通电之后，程序也烧写进去了，但是1602就是不显示，只显示一排黑块（一般都是在上排8个小黑块，记得刚开始用1602液晶的时候，被这个整怕了～～），怎么样，你郁闷了吧，其实出现这种问题的原因无非以下几种：

硬件连线上的错误，这种错误一般用万用表仔细检查后很容易找出来。

第二种情况就是硬件连接上是正确的，那么此时出问题最大的就是程序上了，如果你用的是忙检测，看一下忙检测函数写对了没，如果用的是延时函数，那么看看延时的时间是否够长。

再就是看看时序图，这点很重要的哦。

如果硬件和软件都没有错，那么就要考虑1602是否坏了，但是出现这种情况的几率很小，如果遇到这种情况，你可以考虑去买彩票了～～ 

       下面这种情况你遇到过吗？

我遇到过了的，搞得我很是郁闷～～

       我做的实验是要液晶显示ABC这三个字母，并且开光标，光标闪烁。

大家可以在第一排的最后几位看到ABC和光标都已经显示出来了。

但是为什么其它位会显示这么多8呢？

嘿嘿～～郁闷吧。

出现这种情况的原因就是在初始化液晶的时候，要把清屏指令放在最后面，否则就会出现上图这种情况。

怎么样，第一次听说吧～不过，我不知道其它的液晶是否也有这个问题出现，至少我用的这块就有这种情况，但是我的另一个液晶则没有这种情况出现，不管是在一开始就清屏还是最后清屏。

大家注意下就可以了，万一出现了这种情况，就会处理了～～