第9章 LCD显示器原理及应用2(1).docx

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：Register Selection第5脚：，读写操作选择（1读，0写）。RS寄存器及操作00指令寄存器写入01忙信号和地址计数器读出10数据寄存器写入11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714脚：D0D7，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00H27H；（039 40）第二行为40H67H。（64103 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。【27H2×1673940H4×166467H6×1679671031036439】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，DB7DB0决定命令功能。选择情况如表：RS寄存器及操作00指令寄存器写入01忙标志和地址计数器读出10数据寄存器写入11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】RSD7D6D5D4D3D2D1D00000000001功能：清除屏幕，将显示缓冲区DDRAM的内容全部写入空格（ASCII 20H）。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】RSD7D6D5D4D3D2D1D0000000001×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】RSD7D6D5D4D3D2D1D000000001I/DS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 /D1，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/D0，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S1时，写入一个字符，整屏显示左移（I/D1）或右移（I/D0），以得到光标不移动而屏幕移动的效果；当S0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】RSD7D6D5D4D3D2D1D00000001DCB显示控制开关。其中： D位控制整体显示的开与关，D1，开显示；D0，关显示。C位控制光标的开与关，C1，有光标；C0，无光标。 B位控制光标字符闪烁，B1，字符闪烁；B0，字符不闪烁。例如：RS0，RW0，OCH0000 1100表示：D1开显示，C0无光标，B0字符不闪例如：RS0，RW0，OEH0000 1100表示：D1开显示，C1有光标，B0字符不闪5光标或显示移位置命令格式：【指令寄存器写入】RSD7D6D5D4D3D2D1D0000001S/CR/L××功能：移动光标或整体显示，DDRAM中内容不变。其中：S/C1时，移位显示的文字；S/C=0时，移动光标。 R/L1时，向右移位；R/L0时，向左移位。6功能设置命令格式：【指令寄存器写入】RSD7D6D5D4D3D2D1D000001DLNF××DL位设置接口数据位数，DL1为8位数据接口；DL0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，N0，单行显示；N1双行显示。F位设置字型大小，F1时为5×10点阵字符，F0时为5×7点阵字符。例如：0011 1000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】RSD7D6D5D4D3D2D1D00001AAAAAA 功能：设置CGRAM的地址，地址范围063。【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】RSD7D6D5D4D3D2D1D0001AAAAAAA 功能： DDRAM地址设置，地址范围为0127。【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（027H，40H67H）】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】RSD7D6D5D4D3D2D1D001BFAC功能：BF（Busy Flag）位为忙标志。BF1，表示忙，LCM不能接收命令和数据；BF0，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0127。【007FH】10写DDRAM或CGRAM命令格式：【数据寄存器写入】RSD7D6D5D4D3D2D1D010DATA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】RSD7D6D5D4D3D2D1D011DATA 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92 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。9.1.2 LCD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 <reg51.h> sbit RS=P20;sbit RW=P21;sbit E=P22;unsigned char LCD_Status;void delay(unsigned int);void init(void);void wcmd(unsigned char);void wdat(unsigned char);unsigned char Busy_Check(void); void main( ) /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”/【80H45HC5H】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)；void init() / 初始化函数，主要写命令wcmd(0x01)； /01H=0000 0001，清屏wcmd(0x38)； /38H=0011 1000，使用8位，显示两行，用5*7的字型wcmd(0x0e)； /0eH0000 1110，开显示，有光标，字符不闪烁wcmd(0x06)； /06H0000 0110，字符不动，光标自动右移一格RS寄存器及操作00指令寄存器写入01忙信号和地址计数器读出10数据寄存器写入11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。unsigned char Busy_Check() /检查忙函数 unsigned char LCD_Status;RS = 0; RW = 1;E = 1;delay(20); LCD_Status = P0;delay(20);E = 0;return LCD_Status;void wcmd(unsigned char cmd) /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LCDE=0；delay(20)；void wdat(unsigned char dat) /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LCDdelay( 20)； / 延时大约2msE=0；void delay(unsigned int ms) unsigned char i; while(ms-) for(i=0; i<120; i+);【已通过chap92】#include <reg51.h>#include <string.h> / strlen函数的原型在string.h中void Init_LCD();void ShowString(unsigned char,unsigned char);void Wcmd(unsigned char);void Wdat(unsigned char);void Delay(unsigned int);unsigned char Busy_Check();unsigned char Prompt="1234567890abcdefghijklmnopqrstuvwxyz" sbit RS = P20;sbit RW = P21;sbit EN = P22;void Delay(unsigned int ms) / /延时函数 unsigned char i;while(ms-) for(i=0;i<120;i+);void Init_LCD() / 初始化LCD Wcmd(0x38); / 0011 1000, 8位，2行显示，用5×7点阵字符Delay(1);Wcmd(0x01); /0000 0001，清屏Delay(1);Wcmd(0x06); / 0000 0110，字符不动，光标自动右移一格。命令3Delay(1);Wcmd(0x0e); / 0000 1110，开显示，有光标，字符不闪烁Delay(1); /0x0c=0000 1100，开显示，无光标，字符不闪烁void ShowString(unsigned char x,unsigned char y) unsigned char i = 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(Prompti);else for(i=0;i<strlen(Prompt);i+)/一行显示16个字符 Wdat(Prompti); 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(Prompti);else for(i=16;i<strlen(Prompt);i+) for(i=strlen(Prompt);i<32;i+) Prompti=' ' /第2行不满的部分，填充空格，否则为乱码 Wdat(Prompti); void Wcmd(unsigned char cmd) / 写命令函数 while(Busy_Check()&0x80)=0x80);RS = 0; RW = 0; /写命令, RS=0；RW=0EN = 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void Wdat(unsigned char dat) / 写数据函数 while(Busy_Check()&0x80)=0x80);RS = 1; RW = 0; /写数据, RS=1；RW=0EN = 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unsigned char Busy_Check()/ 检查是否忙 unsigned char LCD_Status;RS = 0; RW = 1; / 读忙状态, RS=0；RW=1EN = 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return LCD_Status;void main()/ 主函数 Init_LCD();ShowString(0,1); /(x,y),x开始写的列(从015)，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】void Init_LCD() / 初始化LCD Wcmd(0x38); / 0011 1000, 8位，2行显示，用5×7点阵字符Delay(1);Wcmd(0x01); /0000 0001，清屏Delay(1);Wcmd(0x06); / 0000 0110，字符不动，光标自动右移一格。命令3Delay(1);Wcmd(0x0f); /0x0f=0000 1111，开显示，有光标，字符闪烁(1)Delay(1); /0x0d=0000 1101，开显示，无光标，字符闪烁(2)【chap3】unsigned char word116=" This programm "/第1行显示缓存unsigned char word216=" by LiXueli "/第2行显示缓存code unsigned char word316="!"/用于固定显示的数据，固code unsigned char word416="bitclxl!"/用于固定显示的数据，固code unsigned char word516=" Wellcome To "/用于固定显示的数据，固code unsigned char word616=" Proteus Tools!"/用于固定显示的数据，固化到ROM中#include <reg51.h>#include <absacc.h>#define REG0 XBYTE0x0000/LCD写指令寄存器的地址，可根据配置修改#define REG1 XBYTE0x0001/LCD读出数据到D0D7的地址，可根据配置修改#define REG2 XBYTE0x0002/LCD写数据寄存器的地址，可根据配置修改#define REG3 XBYTE0x0003/LCD读数据寄存器的地址，可根据配置修改unsigned char bdata busyflag;unsigned char dat,datn;unsigned char word116=" This programm "/第1行显示缓存unsigned char word216=" by LiXueli "/第2行显示缓存code unsigned char word316="!"/用于固定显示的数据，固化到ROM中code unsigned char word416="bitclxl!"/用于固定显示的数据，固化到ROM中code unsigned char word516=" Wellcome To "/用于固定显示的数据，固化到ROM中code unsigned char word616=" Proteus Tools!"/用于固定显示的数据，固化到ROM中sbit busyflag_7=busyflag7;sbit p10=P10;sbit p11=P11;sbit p12=P12;void busy()/查询LCD是否忙碌子程序dobusyflag=REG1;while(busyflag_7);void wrc(unsigned char wcon)/写控制指令子程序busy();REG0=wcon;void wrd(unsigned char wdat)/写数据寄存器子程序busy();REG2=wdat;void rdd()/读数据寄存器子程序busy();dat=REG3;void lcdint()/LCD初始化子程序wrc(0x38);wrc(0x01);wrc(0x06);wrc(0x0c);void wrn(unsigned char word)/连续写n个字符数据到LCD的数据寄存器中unsigned char i;for(i=0;i<16;i+)wrd(wordi);void main()lcdint();/初始化wrc(0x80);/显示第1行的第1个字符wrn(word1);wrc(0xc0);/显示第2行的第1个字符wrn(word2); while(1) if(p10=0) /判断P1.0是否按下，并显示数据wrc(0x80);wrn(word1);wrc(0xc0);wrn(word2);if(p11=0)/判断P1.1是否按下，并显示数据wrc(0x80);wrn(word3);wrc(0xc0);wrn(word4);if(p12=0)/判断P1.2是否按下，并显示数据wrc(0x80);wrn(word5);wrc(0xc0);wrn(word6);