初步認識51單片機-2.2單片機控制LCD1602液晶顯示模塊

顯示容量:16×2個字符

芯片工作電壓:4.5—5.5V

工作電流:2.0mA(5.0V)

模塊最佳工作電壓:5.0V

字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm

引腳功能說明

1602LCD采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表1所示:

第1腳：VSS為地電源。

第2腳：VDD接5V正電源。

第3腳：VL為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度。

第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。

第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數據。

第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執行命令。

第7～14腳：D0～D7為8位雙向數據線。

第15腳：背光源正極。

第16腳：背光源負極。

我們來看看如何使用這兩招控制LCD1602液晶模塊。既然是用單片機控制LCD1602,那么根據前面的分析思想，首先要搞清楚誰是控制對象，誰是被控制對象。很顯然，LCD1602是被控制對象，那么我們就先從LCD1602開始分析。所謂控制也可以理解為溝通，那么如何與LCD1602溝通呢？可以想一想，平時人與人是如何溝通的？溝通之前先要打個招呼吧，比如“你好”之類的，電話里面要先講個“喂？”，之后才進入溝通正題了。其實單片機與LCD1602的溝通方式也一樣，“喂？”在這個例子里面就叫初始化。后面也會經常碰到這個“初始化”的概念。其實器件也是人設計的，所以他的工作方式從某種程度上講，也是人的溝通方式。打完招呼后，就開始進入真正主題了。什么主題呢？LCD1602是顯示模塊，主要作用當然是顯示了。那么顯示什么呢？很明顯，顯示內容當然來自于單片機了，單片機讓它顯示什么它就顯示什么。這個‘顯示什么’就是傳送的數據。那么怎么往1602傳送數據呢？1602什么意思，表示2行16個字符，也就是有不同的顯示地點，那么如何確定顯示地點呢？因此前面的分析可以總結為三個問題，如何初始化，如何傳送顯示的內容(顯示什么),在哪里顯示。這三個問題如何解答呢？當然要去看芯片手冊了。

為了解決這三個問題，我們先來看看人與人之間是如何溝通的，如果當面溝通，你的信號(聲音)能夠直接傳到對方，而且能讓對方聽懂。如果相距比較遠，那么就使用電話等通信工具。前者信號傳遞載體是空氣，后者是電話線。那么我們來看看MCU與LCD1602的信號傳遞載體是什么樣的。查看原理圖。因為是MCU與1602之間的溝通，當然這里我們只查看與單片機相連接的部分。

從圖中我們看到，單片機通過P2.7，P2.6分別與RS，EN連接，P0端口與D0到D7連接，一共10根線。那么也就是說，單片機的所有指令，數據等都是通過這10根線來完成的。怎么樣去控制LCD呢，當然是閱讀LCD的說明手冊。這里來個比喻，房間內一個人規定，敲三下門，屋內的人才把門打開。如果你要進入屋內，就必須敲三下，如果你不知道這個規則，敲了四下，或者大喊大叫，門也開不了。這個規定可以是多樣化，比如一共敲兩下，第一下要敲重一點，第二下要敲輕一點。或者重敲三下，輕敲一下，等等。而且這里你不需要問為什么，照著做就行了。其實LCD1602包括后面會講到的其他模塊同樣如此，你要與它溝通，當然必須按照它的規則來。下面我們就來解讀它的規則，來解決前面提到的三個問題，

LCD1602初始化；在哪里顯示；顯示什么。

(1)LCD1602初始化

關于這一點，說明手冊上已經告訴我們了，這里全盤復制過來。

延時15ms

寫指令38H

延時5ms

寫指令38H

寫指令08H

寫指令01H

寫指令06H

寫指令0CH

以上為初始化過程，延時部分好解決，前面講過了。這里就看如何寫指令了。寫指令這個過程肯定是通過上圖中10根線來完成的。D0-D7一共八根線應該是用來存放指令的內容。問題來了，1602怎么知道單片機給我的是命令還是數據。(命令是什么，在哪里顯示，屏幕清零；數據是什么，顯示什么內容，顯示A還是B)。LCD1602看到RS為高時，就明白了，哦，你要通過P0端口給我數據了，于是LCD1602就把這些數據拿過來了。看到RS為低時，就知道你要給我指令了。通過這種方式，單片機能準確的傳遞指令或者數據信息，實現與LCD1602的溝通。是不是這樣就能讓LCD1602正常執行了。不是的。回到我們前面講的那個例子，這里加個條件，屋內人聽到敲門三下后，判斷暗號正確了，但是沒有直接開門，而是通知了他的上級，得到上級的授權后，才開門。也就是兩個條件，暗號正確和上級授權。LCD1602也一樣，收到指令沒有立即執行，還要等另外一個信號，就是EN使能信號。此時EN給個一定寬度的脈沖，LCD1602開始執行。

時序圖如上圖所示，這里少了R/W信號，用于控制從LCD1602讀取還是寫入的，為了簡化過程，在硬件上把R/W接地了，也就是只能寫不能讀。同時，讀忙信號也不能操作，這里采用延時的方法替代。根據前面的分析很容易的寫出寫指令的代碼:

?void write_com(unsigned char mycmd)

{

delayMs(5);//注意這里需要延時5ms比較保險 代替判斷忙信號

P0=mycmd; //準備好指令

RS=0; //告訴LCD1602，P0中放的是指令不是數據

EN=1;

delayUs(5); //根據時序圖，脈沖要有一定寬度

EN=0; //使指令有效，開始執行

}

同樣的道理，以上代碼中，只需改一下RS信號為1，就是寫數據的代碼了

void write_com(unsigned char mydata)

{

delayMs(5);//注意這里需要延時5ms比較保險 代替判斷忙信號

P0=mycmd; //準備好指令

RS=1; //告訴LCD1602，P0中放的是數據不是指令

EN=1;

delayUs(5); //根據時序圖，脈沖要有一定寬度

EN=0; //使指令有效，開始執行

}

講到這里，LCD1602初始化代碼應該能寫出了。同時我們也已經寫出了傳遞指令的代碼，那么現在我們只要知道指令內容就可以了。

1602LCD的指令說明及時序

1602液晶模塊內部的控制器共有11條控制指令，如表2所示：

1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現的。（說明：1為高電平、0為低電平）

指令1：清顯示，指令碼01H,光標復位到地址00H位置。

指令2：光標復位，光標返回到地址00H。

指令3：光標和顯示模式設置 I/D：光標移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。

指令4：顯示開關控制。 D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示 C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。

指令5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。

指令6：功能設置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符。

指令7：字符發生器RAM地址設置。

指令8：DDRAM地址設置。

指令9：讀忙信號和光標地址 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數據，如果為低電平表示不忙。

指令10：寫數據。

指令11：讀數據。

你需要給LCD1602什么指令，只需要傳遞給void write_com(unsignedchar mycmd)函數中的mycmd參數就行了。

(2)在哪里顯示

知道了這個，現在我們就能解決前面提到的第二個問題，在哪里顯示，

例如第二行第一個字符的地址是40H，那么是不是它的地址就是40H了。注意表2中第8條數據存儲地址，D7已經被寫死了。最終的顯示地址是40H+10000000B，因此我們只要把這個值傳給mycom，LCD1602就知道在第二行第一個位置顯示了。

(3)顯示什么

前面講了，如果傳送數據就是要顯示的內容。比如我要顯示字母A，怎么操作呢。

以上圖中可以知道，如果你要顯示A，那么數據的高位為0100，低位為0001，因此為01000001。把這個數據傳送給LCD1602，它就知道要顯示A了。

現在回過頭來看看，我們在使用單片機控制LCD1602這個過程中用到了單片機的哪些知識。回去看看圖1，10根連接線，P2.6和P2.7引腳，再加上P0端口，主要是通過P2.6和P2.7高低變化來發出指令或數據，P0的變化反映指令或數據的內容。可見，這個過程中我們只用到了IO口控制和延時。其他很長的部分我們用在理解1602的使用規則了。注意這里是使用規則，談不上原理。比如你給LCD1602發送清屏指令時，你明白LCD1602收到這個指令是如何操作清屏的嗎？不知道，也沒有必要知道。液晶模塊說明書也不告訴你。好比你使用手機時，你點擊一下某個應用程序就打開了，然后按照它的規則去使用就行了，比如聽歌，上網等等，你不用關心它們是怎么實現的。其實手機也是個模塊，我們只要學會操作就行了，不管它里面發生了什么事情。

附參考代碼如下:

#include

void LCD_init(void);

void delayUs(unsigned char t);

void delayMs(unsigned char t);

void write_com(unsigned char mycmd);

void write_data(unsigned char mydata);

sbit RS=P2^7;

sbit EN=P2^6;

void main (void)

{

LCD_init();

write_com(0x0f);

write_data(0x41);

while(1);

}

void LCD_init(void)

{

delayMs(15);

write_com(0x38);

delayMs(5);

write_com(0x38);

write_com(0x08);

write_com(0x01);

write_com(0x06);

write_com(0x0c);

}

void delayUs(unsigned char t)

{

while(--t);

}

void delayMs(unsigned char t)

{

while(--t)

{

delayUs(245);

delayUs(245);

}

}

void write_com(unsigned char mycmd)

{

delayMs(5);//注意這里需要延時5ms比較保險代替判斷忙信號

P0=mycmd; //準備好指令

RS=0; //告訴LCD1602，P0中放的是指令不是數據

EN=1;

delayUs(5); //根據時序圖，脈沖要有一定寬度

EN=0; //使指令有效，開始執行

}

void write_data(unsigned char mydata)

{

delayMs(5);//注意這里需要延時5ms比較保險

P0=mydata;

RS=1;

EN=1;

delayUs(5);

EN=0;

}