第9章 LCD显示器原理及应用2(1)

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：/RW，读写操作选择（1－读，0－写）。RS/RW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＝3940H＝4×16＝6467H＝6×16＋7＝96＋7＝103103－64＝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/RW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/RW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】RS/RWD7D6D5D4D3D2D1D00000000001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/RWD7D6D5D4D3D2D1D0000000001×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/RWD7D6D5D4D3D2D1D000000001I/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/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1S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/RWD7D6D5D4D3D2D1D00000001DCB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/RWD7D6D5D4D3D2D1D0000001S/CR/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/RWD7D6D5D4D3D2D1D000001DLNF××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/RWD7D6D5D4D3D2D1D00001AAAAAA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/RWD7D6D5D4D3D2D1D0001AAAAAAA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/RWD7D6D5D4D3D2D1D001BFAC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/RWD7D6D5D4D3D2D1D010DATA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/RWD7D6D5D4D3D2D1D011DATA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，/RW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】#includereg51.hsbitRS=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行第7列显示字母“Y”wdat(‘E’)；//第2行第8列显示字母“E”while(1)；}voidinit()//初始化函数，主要写命令{wcmd(0x01)；//01H=00000001，清屏wcmd(0x38)；//38H=00111000，使用8位，显示两行，用5*7的字型wcmd(0x0e)；//0eH＝00001110，开显示，有光标，字符不闪烁wcmd(0x06)；//06H＝00000110，字符不动，光标自动右移一格}RS/RW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。unsignedcharBusy_Check()//检查忙函数{unsignedcharLCD_Status;RS=0;RW=1;E=1;delay(20);LCD_Status=P0;delay(20);E=0;returnLCD_Status;}voidwcmd(unsignedcharcmd)//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)；}voidwdat(unsignedchardat)//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；}voiddelay(unsignedintms){unsignedchari;while(ms--)for(i=0;i120;i++);}【已通过chap92】#includereg51.h#includestring.h//strlen函数的原型在string.h中voidInit_LCD();voidShowString(unsignedchar,unsignedc