AVR單片機控制LCD1602液晶顯示

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以上是LCD1602的圖片，這是市面上大多數使用的。LCD1602已很普遍了，市面上字符液晶絕大多數是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此HD44780寫的控制程序可以很方便地應用于市面上大部分的字符型液晶。字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣

字符型LCD的引腳定義如下：

圖1

HD44780內置了DDRAM、CGROM和CGRAM。

DDRAM就是顯示數據RAM，用來寄存待顯示的字符代碼。共80個字節，其地址和屏幕的對應關系如下表：

圖2：

也就是說想要在LCD1602屏幕的第一行第一列顯示一個"A"字,就要向DDRAM的00H地址寫入“A”字的代碼就行了。但具體的寫入是要按LCD模塊的指令格式來進行的，后面我會說到的。那么一行可有40個地址呀？是的，在1602中我們就用前16個就行了。第二行也一樣用前16個地址。對應如下：

DDRAM地址與顯示位置的對應關系

圖3

我們知道文本文件中每一個字符都是用一個字節的代碼記錄的。一個漢字是用兩個字節的代碼記錄。在PC上我們只要打開文本文件就能在屏幕上看到對應的字符是因為在操作系統里和BIOS里都固化有字符字模。什么是字模？就代表了是在點陣屏幕上點亮和熄滅的信息數據。例如“A”

字的字模：

01110　　　　　○■■■○

10001　　　　　■○○○■

10001　　　　　■○○○■

10001　　　　　■○○○■

11111　　　　　■■■■■

10001　　　　　■○○○■

10001　　　　　■○○○■

上圖左邊的數據就是字模數據，右邊就是將左邊數據用“○”代表0，用“■”代表1。看出是個“A”字了嗎？在文本文件中“A”字的代碼是41H，PC收到41H的代碼后就去字模文件中將代表A字的這一組數據送到顯卡去點亮屏幕上相應的點，你就看到“A”這個字了。

剛才我說了想要在LCD1602屏幕的第一行第一列顯示一個"A"字,就要向DDRAM的00H地址寫入“A”字的代碼41H就行了，可41H這一個字節的代碼如何才能讓LCD模塊在屏幕的陣點上顯示“A”字呢？同樣，在LCD模塊上也固化了字模存儲器，這就是CGROM和CGRAM。HD44780內置了192個常用字符的字模，存于字符產生器CGROM(Character Generator ROM)中，另外還有8個允許用戶自定義的字符產生RAM，稱為CGRAM(Character Generator RAM)。下圖說明了CGROM和CGRAM與字符的對應關系。

圖4：

從上圖可以看出，“A”字的對應上面高位代碼為0100，對應左邊低位代碼為0001，合起來就是01000001，也就是41H。可見它的代碼與我們PC中的字符代碼是基本一致的。因此我們在向DDRAM寫C51字符代碼程序時甚至可以直接用P1＝A這樣的方法。PC在編譯時就把“A”先轉為41H代碼了。

字符代碼0x00～0x0F為用戶自定義的字符圖形RAM(對于5X8點陣的字符，可以存放8組，5X10點陣的字符，存放4組)，就是CGRAM了。后面我會詳細說的。

0x20～0x7F為標準的ASCII碼，0xA0～0xFF為日文字符和希臘文字符，其余字符碼(0x10～0x1F及0x80～0x9F)沒有定義。

那么如何對DDRAM的內容和地址進行具體操作呢，下面先說說HD44780的指令集及其設置說明，請瀏覽該指令集，并找出對DDRAM的內容和地址進行操作的指令。

共11條指令：

1. 清屏指令

圖5

功能： <1> 清除液晶顯示器，即將DDRAM的內容全部填入"空白"的ASCII碼20H;

<2> 光標歸位，即將光標撤回液晶顯示屏的左上方;

<3> 將地址計數器(AC)的值設為0。

2. 光標歸位指令

圖6

功能： <1> 把光標撤回到顯示器的左上方;

<2> 把地址計數器(AC)的值設置為0;

<3> 保持DDRAM的內容不變。

3.進入模式設置指令

圖7

功能：設定每次定入1位數據后光標的移位方向，并且設定每次寫入的一個字符是否移動。參數設定的

情況如下所示：

位名 設置

I/D 0=寫入新數據后光標左移 1=寫入新數據后光標右移

S 0=寫入新數據后顯示屏不移動 1=寫入新數據后顯示屏整體右移1個字符

4.顯示開關控制指令

圖8

功能：控制顯示器開/關、光標顯示/關閉以及光標是否閃爍。參數設定的情況如下：

位名 設置

D 0=顯示功能關 1=顯示功能開

C 0=無光標 1=有光標

B 0=光標閃爍 1=光標不閃爍

5.設定顯示屏或光標移動方向指令

圖9

功能：使光標移位或使整個顯示屏幕移位。參數設定的情況如下：

S/C R/L 設定情況

0 0 光標左移1格，且AC值減1

0 1 光標右移1格，且AC值加1

1 0 顯示器上字符全部左移一格，但光標不動

1 1 顯示器上字符全部右移一格，但光標不動

6.功能設定指令

圖10

功能：設定數據總線位數、顯示的行數及字型。參數設定的情況如下：

位名 設置

DL 0=數據總線為4位 1=數據總線為8位

N 0=顯示1行 1=顯示2行

F 0=5×7點陣/每字符 1=5×10點陣/每字符

7.設定CGRAM地址指令

圖11

功能：設定下一個要存入數據的CGRAM的地址。

8.設定DDRAM地址指令

圖12

功能：設定下一個要存入數據的CGRAM的地址。

9.讀取忙信號或AC地址指令

圖13

功能：<1> 讀取忙碌信號BF的內容，BF=1表示液晶顯示器忙，暫時無法接收單片機送來的數據或指令;

當BF=0時，液晶顯示器可以接收單片機送來的數據或指令;

<2> 讀取地址計數器(AC)的內容。

10.數據寫入DDRAM或CGRAM指令一覽

圖14

功能：<1> 將字符碼寫入DDRAM，以使液晶顯示屏顯示出相對應的字符;

<2> 將使用者自己設計的圖形存入CGRAM。

11.從CGRAM或DDRAM讀出數據的指令一覽

圖15

功能：讀取DDRAM或CGRAM中的內容。

基本操作時序：

讀狀態 輸入：RS=L，RW=H，E=H 輸出：DB0～DB7=狀態字

寫指令 輸入：RS=L，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=指令碼 輸出：無

讀數據 輸入：RS=H，RW=H，E=H 輸出：DB0～DB7=數據

寫數據 輸入：RS=H，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=數據 輸出：無

下圖為讀寫操作時序：上圖為讀，下圖為寫

二、硬件原理圖

本實例中我們將液晶的RS接PD4,RW接PD5,EN接PD6,PB口作為數據口.用的是AVR Atmega16芯片。

三、程序設計

//==================LCD1602顯示程序=====================//

//=======作者：痞子飛 詳情請進：http://q.163.com/longfei-mcu/

//=======MCU:ATMEGA16

//=======時間：2010.5.25

//=======功能：在液晶上顯示Welcom to WWW.Longfei-MCU=====//

//頭文件包含

#include <avr/io.h> //io端口寄存器配置文件

#include //GCC中的延時函數頭文件

#define uchar unsigned char

//端口位定義

#define RS PD4 //數據/命令控制端 0寫命令，1寫數據

#define RW PD5

#define EN PD6 //使能端下降沿讀，高電平寫

/*****************寫入命令函數***************/

void write_command(uchar command)

{

PORTD&=~(1<

PORTD&=~(1<

PORTD|=(1<

_delay_ms(5);

PORTB=command;

PORTD&=~(1<

_delay_ms(5);

}

/*****************寫入數據函數***************/

void write_data(uchar data)

{

PORTD |= (1 << RS); //RS=1，寫數據

PORTD&=~(1<

PORTD|=(1<

_delay_ms(5);

PORTB=data;

PORTD&=~(1<

_delay_ms(5);

}

/*****************LCD初始化***************/

void LCD_Init()

{

write_command(0X01); //清屏

_delay_ms(5);

write_command(0X38); //顯示模式設置 16x2顯示，5x7點陣，8位數據接口

_delay_ms(5);

write_command(0X0f); //顯示開關控制，開顯示，光標顯示，光標閃爍

//write_command(0X0c); //顯示開關控制，開顯示，光標不顯示，光標不閃爍

_delay_ms(5);

write_command(0X06); //光標設置，讀或寫一個字符后，地址指針加一，光標加一，整屏不移動

_delay_ms(5);

}

//*****************設置顯示位置函數**********************//

void Location(uchar x,uchar y)

{

uchar address;

if(y==1)

{

address=0x80+x;

}

else

address=0xc0+x;

write_command(address);

}

/****************寫入字節函數**************/

void display_char(uchar X,uchar Y,uchar c)

{

Location(X,Y);

write_data(c);

}

/**************顯示字符串函數**************/

void display_string(uchar X,uchar Y,uchar *s)

{

Location( X, Y );

while (*s)

{

write_data(*s);

s ++;

}

}

/***************端口初始化***************/

void PORT_Init()

{

DDRB=0XFF;

PORTB=0XFF;

DDRD=0XFF;

PORTD=0XFF;

}

//=================主程序================//

int main()

{

uchar i,*p;

PORT_Init();

LCD_Init();

while(1)

{

i=1;

p = "WWW.Longfei-MCU";

display_string(2,1,"Welcome to");

_delay_ms(200);

while(*p)

{

display_char(i,0,*p);

i++;

p++;

_delay_ms(200);

}

_delay_ms(200);

}

}