51单片机_LCD1602液晶显示

山芷兰 · 昨天 23:15

51单片机_LCD1602液晶显示

仿真电路图：

一、 LCD1602 简介

普中开发板原理图：

DDRAM（显示数据RAM）地址映射

LCD1602内部有80字节的DDRAM，但只有前32字节对应到实际显示位置：
行号物理位置DDRAM地址（十六进制）实际显示地址（写入命令）说明第1行1-16字符0x00 - 0x0F0x80 + 列号 (0x80-0x8F)标准显示区域第1行17-40字符0x10 - 0x270x90 - 0xA7不显示，但可用于滚动第2行1-16字符0x40 - 0x4F0xC0 + 列号 (0xC0-0xCF)标准显示区域第2行17-40字符0x50 - 0x670xD0 - 0xE7不显示，但可用于滚动实际使用的显示地址表格
第一行显示地址（从0开始计数）：

列位置实际地址命令值备注第1列0x000x80第一行起始第2列0x010x81第3列0x020x82第4列0x030x83第5列0x040x84第6列0x050x85第7列0x060x86第8列0x070x87第9列0x080x88第10列0x090x89第11列0x0A0x8A第12列0x0B0x8B第13列0x0C0x8C第14列0x0D0x8D第15列0x0E0x8E第16列0x0F0x8F第一行末尾第二行显示地址（从0开始计数）：
列位置实际地址命令值备注第1列0x400xC0第二行起始第2列0x410xC1第3列0x420xC2第4列0x430xC3第5列0x440xC4第6列0x450xC5第7列0x460xC6第8列0x470xC7第9列0x480xC8第10列0x490xC9第11列0x4A0xCA第12列0x4B0xCB第13列0x4C0xCC第14列0x4D0xCD第15列0x4E0xCE第16列0x4F0xCF第二行末尾地址确定原理

为什么地址是0x80+列号？
LCD1602的指令集中规定：

设置DDRAM地址的命令格式：1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
二进制：1xxxxxxx，所以最高位始终为1
十六进制：0x8x（第一行）或0xCx（第二行）

地址相关的重要指令

指令二进制十六进制功能说明清屏0000 00010x01清除显示，地址归0归位0000 00100x02地址归0，显示回原位进入模式0000 01100x06地址自动递增，显示不移显示开关0000 11000x0C显示开，光标关，闪烁关功能设置0011 10000x388位数据，2行显示，5×8点阵地址设置1xxx xxxx0x8x或0xCx设置DDRAM地址指令集（11条指令）：

表1

（1）指令1：清屏。指令码01H，光标复位到地址00H。
（2）指令2：光标复位。光标复位到地址00H。
（3）指令3：输入方式设置。
其中，I/D表示光标的移动方向，高电平右移，低电平左移；S表示显示屏上所有文字是否左移或右移，高电平表示有效，低电平表示无效。
（4）指令4：显示开关控制。
其中，D用于控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示；C用于控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标；B用于控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。
（5）指令5：光标或字符移位控制。
其中，S/C表示在高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。
（6）指令6：功能设置命令。
其中，DL表示在高电平时为4位总线，低电平时为8位总线；N表示在低电平时为单行显示，高电平时双行显示；F表示在低电平时显示5×7的点阵字符，高电平时显示5×10的点阵字符。
（7）指令7：字符发生器RAM地址设置。
（8）指令8：DDRAM地址设置。
（9）指令9：读忙信号和光标地址。
其中，BF为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或数据，如果为低电平则表示不忙。
（10）指令10：写数据。
（11）指令11：读数据。

常用指令：
0x80+0xdd：dd为地址，这条命令用于设置显示起点坐标
0x0c ：开显示，无光标，光标不闪烁。一般做带键盘输入的才加入光标，如计算器。常用的计量显示不显示光标。
0x06 ：写一个数据，地址指针加1，由1602地址表可以看出，实际上就是设置成从左往右写数据而已。
0x38 ：设置显示模式，16x2显示 5x7点阵，8位数据接口。端口不够用时，这个命令也可以换用4位数据接口的。
0x01 ：清屏。

表2

二、显示原理

如上图，每个字符由 5X8 点阵组成（也可选用 5X10），想要实现显示，只需如下图：
例：以 5X7 点阵为例，显示字符 A
0 代表灭，1 代表亮
只需将想要显示的字符的对应位置1，就能显示该字符

LCD1602 固化了字模寄存器，即 CGROM 和 CGRAM，存储了192个常用字符的字模。
字模库：

该表 行是低四位，列是高四位
想要显示哪个字符，只需查表，换算为十六进制，写入LCD1602即可。

例：想要显示字符 A
需要向 LCD1602 写入 0x41（0100 0001）
三、显示位置
LCD1602 实际有80个字节的DDRAM，
只不过 LCD1602 只有 16X2 个位置，后面很多位置显示不出来，可以使用指令5“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。
所以LCD1602的实际显示位置是，第一行：00 ~ 0F，第二行：40 ~ 4F

注意：
如图，指令8，D7位恒为 1，
在实际向LCD1602传入数据显示地址时，需要 < 地址+0x80 >
例：向LCD1602的第一行第一列写数据，传入的地址应为：（0x00+0x80）

三、LCD1602 操作

①写操作时序图：

②读操作时序图：

③时序时间参数：

1、忙检测
为什么需要忙检测？？
单片机和 LCD1602 的工作速度存在差异，单片机速度快，所以单片机向 LCD1602 传数据时，LCD1602 可能正在处理上一次的数据，处在忙状态，为了防止数据丢失或出错，所以单片机就需要等待，待 LCD1602 处理完时在进行下一次数据的传送。
忙检测代码：

由指令9，需判断 BF 的状态

/****************** 忙检测 *********************
LCD_Data 与 0x80 进行或运算，判断 bit7 位状态
若 LCD_Data 的 bit7 位是 0，则 LCD 不忙
若 LCD_Data 的 bit7 位是 1，则 LCD 忙
***********************************************/
void LCD_Check_Busy(){
uchar temp;
LCD_Data = 0xff // 十六进制：1111 1111
LCD_RS = 0; // 0 指令
LCD_RW = 1; // 1 读
do{
LCD_E = 1; // 拉高
temp = LCD_Data; // 将 LCD 状态保存在 temp 中，用于判忙
LCD_E = 0; // 负跳变使能
}while(temp & 0x80); // 结果为 1，LCD 忙，继续循环；结果为 0，LCD 不忙，可以进行后面的操作
}

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综合练习：

1）二行1列显示数字6

#include <REGX52.H> // 加载头文件
#include "Delay.h"
sbit RS = P2^6; // 数据命令选择位声明
sbit RW = P2^5; // 读写选择位声明
sbit EN = P2^7; // 使能位声明
#define LCD_DATA P0
void main()
{
// 初始化LCD（必须）
Delay(15); // 等待LCD稳定
// 初始化指令
RS = 0; RW = 0;
LCD_DATA = 0x38; // 8位数据，2行显示，5x8点阵
EN = 1; Delay(1); EN = 0; Delay(1);
LCD_DATA = 0x0C; // 显示开，光标关
EN = 1; Delay(1); EN = 0; Delay(1);
LCD_DATA = 0x06; // 地址自动+1
EN = 1; Delay(1); EN = 0; Delay(1);
LCD_DATA = 0x01; // 清屏
EN = 1; Delay(1); EN = 0; Delay(2); // 清屏需要更长时间
while(1)
{
// 1. 设置显示位置（第二行第一位）
RS = 0; RW = 0; // 写指令
LCD_DATA = 0xC0; // 第二行第一位的地址
EN = 1; Delay(1); EN = 0; Delay(1);
// 2. 显示字符'6'
RS = 1; RW = 0; // 写数据
LCD_DATA = '6'; // 字符'6'的ASCII码是0x36
EN = 1; Delay(1); EN = 0; Delay(1);
Delay(1000); // 延时1秒，避免太快重复写入
}
}

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2) 模块化编码

main.c

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "Delay.h"
void main()
{
LCD_Init(); //LCD初始化
LCD_ShowChar(1,1,'A'); //在1行1列显示字符A
LCD_ShowString(1,3,"Hello"); //在1行3列显示字符串Hello
LCD_ShowNum(1,9,66,2); //在1行9列显示数字66，长度为2
LCD_ShowSignedNum(1,12,-88,2); //在1行12列显示有符号数字-88，长度为2
LCD_ShowHexNum(2,1,0xA5,2); //在2行1列显示十六进制数字0xA5，长度为2
LCD_ShowBinNum(2,4,0xA5,8); //在2行4列显示二进制数字0xA5，长度为8
LCD_ShowChar(2,13,0xDF); //在2行13列显示编码为0xDF的字符
LCD_ShowChar(2,14,'C'); //在2行14列显示字符C
while(1)
{
}
}

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LCD1602.c

#include <REGX52.H>
//引脚定义
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_E=P2^7;
#define LCD_DataPort P0
/**
* @brief LCD1602延时函数，12MHz调用可延时1ms
* @param 无
* @retval 无
*/
void LCD_Delay() //@12.000MHz 1ms
{
unsigned char i, j;
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
/**
* @brief LCD1602写命令
* @param Command 要写入的命令
* @retval 无
*/
void LCD_WriteCommand(unsigned char Command)
{
LCD_RS=0;
LCD_RW=0;
LCD_DataPort=Command;
LCD_E=1;
LCD_Delay();
LCD_E=0;
LCD_Delay();
}
/**
* @brief LCD1602写数据
* @param Data 要写入的数据
* @retval 无
*/
void LCD_WriteData(unsigned char Data)
{
LCD_RS=1;
LCD_RW=0;
LCD_DataPort=Data;
LCD_E=1;
LCD_Delay();
LCD_E=0;
LCD_Delay();
}
/**
* @brief LCD1602初始化函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void LCD_Init(void)
{
LCD_WriteCommand(0x38);
LCD_WriteCommand(0x0C);
LCD_WriteCommand(0x06);
LCD_WriteCommand(0x01);
}
/**
* @brief LCD1602设置光标位置
* @param Line 行位置，范围：1~2
* @param Column 列位置，范围：1~16
* @retval 无
*/
void LCD_SetCursor(unsigned char Line,unsigned char Column)
{
if(Line==1)
{
LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1));
}
else
{
LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1)+0x40);
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置上显示一个字符
* @param Line 行位置，范围：1~2
* @param Column 列位置，范围：1~16
* @param Char 要显示的字符
* @retval 无
*/
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned char Char)
{
LCD_SetCursor(Line,Column);
LCD_WriteData(Char);
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始显示所给字符串
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param String 要显示的字符串
* @retval 无
*/
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned char *String)
{
unsigned char i;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=0;String[i]!='\0';i++)
{
LCD_WriteData(String[i]);
}
}
/**
* @brief 返回值=X的Y次方
*/
int LCD_Pow(int X,int Y)
{
unsigned char i;
int Result=1;
for(i=0;i<Y;i++)
{
Result*=X;
}
return Result;
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：0~65535
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~5
* @retval 无
*/
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=Length;i>0;i--)
{
LCD_WriteData('0'+Number/LCD_Pow(10,i-1)%10);
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始以有符号十进制显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：-32768~32767
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~5
* @retval 无
*/
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i;
unsigned int Number1;
LCD_SetCursor(Line,Column);
if(Number>=0)
{
LCD_WriteData('+');
Number1=Number;
}
else
{
LCD_WriteData('-');
Number1=-Number;
}
for(i=Length;i>0;i--)
{
LCD_WriteData('0'+Number1/LCD_Pow(10,i-1)%10);
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始以十六进制显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFF
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~4
* @retval 无
*/
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i;
unsigned char SingleNumber;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=Length;i>0;i--)
{
SingleNumber=Number/LCD_Pow(16,i-1)%16;
if(SingleNumber<10)
{
LCD_WriteData('0'+SingleNumber);
}
else
{
LCD_WriteData('A'+SingleNumber-10);
}
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始以二进制显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：0~1111 1111 1111 1111
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~16
* @retval 无
*/
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=Length;i>0;i--)
{
LCD_WriteData('0'+Number/LCD_Pow(2,i-1)%2);
}
}

复制代码

LCD1602.h

#ifndef __LCD1602_H__
#define __LCD1602_H__
void LCD_Init(void);
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned char Char);
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned char *String);
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
#endif

复制代码

Delay.c

void Delay(unsigned int xms)
{
unsigned char i, j;
while(xms--)
{
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
}

复制代码

Delay.h

#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__
void Delay(unsigned int xms);
#endif

复制代码

3）实现正计时显示

只需要修改 main.c ，其余部分同上

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "Delay.h"
unsigned int hour = 0;
unsigned int minute = 0;
unsigned int second = 0;
/**
* 更新时间函数
*/
void UpdateTime()
{
second++;
if(second >= 60)
{
second = 0;
minute++;
}
if(minute >= 60)
{
minute = 0;
hour++;
}
if(hour >= 24)
{
hour = 0;
}
}
/**
* 主函数
*/
void main()
{
// LCD初始化
LCD_Init();
// 显示初始界面
LCD_ShowString(1, 1, "F_timing:");
while(1)
{
// 显示小时
LCD_ShowNum(2, 1, hour, 2);
// 显示分钟
LCD_ShowNum(2, 4, minute, 2);
// 显示秒数
LCD_ShowNum(2, 7, second, 2);
// 显示冒号
LCD_ShowChar(2, 3, ':');
LCD_ShowChar(2, 6, ':');
// 延时1秒
Delay(1000);
// 更新时间
UpdateTime();
}
}

复制代码

附加内容：

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