51单片机-LCD1602液晶
LCD1602
简介
1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它能显示 2 行字符信息，每行又能显示 16 个字符。它是一种专门用来显示字母、数字、符号的点阵型液晶模块。它是由若干个 5x7 或者 5x10 的点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以用显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此，所以它不能很好的显示图片。
从左至右管脚编号顺序是 1-16，其功能定义如下所示：
下面对几个管脚做下说明：
-
3脚（
VL）液晶显示偏压信号，用于调整 LCD1602 的显示对比度，一般会外接电位器用以调整偏压信号，注意 `此脚电压为 0 时可以得到最强的对比度
-
4脚（
RS）数据/命令选择端，当此脚为
高电平时，可以对 1602 进行数据字节的传输操作，而为低电平时，则是进行命令字节的传输操作。命令字节，即是用来对LCD1602 的一些工作方式作设置的字节；数据字节，即使用以在 1602 上显示的字节。值得一提的是，LCD1602 的数据是8 位的。 -
5脚（
R/W）读写选择端。当此脚为
高电平可对 LCD1602 进行读数据操作，反之进行写数据操作。 -
6脚（
E）使能信号，其实是 LCD1602 的数据控制时钟信号，利用该信号的 上升沿实现对 LCD1602 的数据传输。
-
7~14脚
8 位并行数据口，而 51 单片机一组 IO 也是 8 位，使得对 LCD1602的数据读写大为方便。
在 LCD1602 内部含有 80 个字节的 DDRAM，它是用来寄存显示字符的。其地址和屏幕的对应关系如下表：
不是所有的地址都可以直接用来显示字符数据，只有第一行中的 00-0F，第二行中的 40-4F 才能显示，其他地址只能用于存储。
要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，例如第二行第一个字符的地址是 40H，那么是否直接写入 40H 就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？这样不行，因为写入显示地址时要求最高位 D7 恒定为高电平 1 所以实际写入的数据应该是 ：
01000000B(40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)
在 1602 中我们就用前 16 个就行了。第二行也一样用前 16 个地址。
LCD1602 常用命令
注意：这些指令对于 LCD1602 初始化是必须的。
-
清屏指令
功能：
<1>
清除液晶显示器，即将 DDRAM 的内容全部填入"空白"的 ASCII 码 20H;
<2>光标归位，即将光标撤回液晶显示屏的左上方;
<3>将地址计数器(AC)的值设为 0。注：下面软件编程那个0x01是DB0~DB7：0 0 0 0 0 0 0 1
-
模式设置指令
功能：
设定每次写入 1 位数据后
光标的移位方向，并且设定每次写入的一个字符是否移动。I/D：0=写入新数据后光标
左移1=写入新数据后光标右移S：0=写入新数据后
显示屏不移动1=写入新数据后显示屏整体右移 1 个字符注：下面软件编程那个0x06是DB0~DB7：0 0 0 0 0 1 1 0
-
显示开关控制指令
功能：
控制显示器开/关、光标显示/关闭以及光标是否闪烁D：0=显示功能关 1=显示功能开
C：0=无光标 1=有光标
B：0=光标闪烁 1=光标不闪烁注：下面软件编程那个0x0c是DB0~DB7：0 0 0 0 1 1 0 0
-
功能设定指令
功能：
设定数据总线位数、显示的行数及字型。DL：0=数据总线为 4 位 1=数据总线为 8 位
N：0=显示 1 行 1=显示 2 行
F：0=5×7 点阵/每字符 1=5×10 点阵/每字符
注：下面软件编程那个0x38是DB0~DB7：0 0 1 1 1 0 0 0
LCD1602 使用
要使用 LCD1602，首先需要对其 初始化，即通过写入一些特定的指令实现。然后选择要在 LCD1602 的哪个位置显示并将所要显示的数据发送到 LCD 的DDRAM。使用 LCD1602 通常都是用于写数据进去，很少使用读功能。
LCD1602 操作步骤如下所示：
在此，不需要读出它的数据的状态或者数据本身。所以只需要看两个写时序：
- 当要写
指令字，设置 LCD1602 的工作方式时：需要把 RS 置为低电平，RW置为低电平，然后将数据送到数据口D0~D7，最后 E 引脚一个高脉冲将数据写入。 - 当要写入
数据字，在 1602 上实现显示时：需要把 RS 置为高电平，RW 置为低电平，然后将数据送到数据口D0~D7，最后 E 引脚一个高脉冲将数据写入。
写指令和写数据，差别仅仅在于 RS 的电平不一样而已。
以下是 LCD1602 的时序图：
从上图可以看到，以上给的时间参数全部是 ns 级别的，而 51 单片机的机器周期是 1us，指令周期是 2-4 个机器周期，所以即便在程序里不加延时程序，也可以很好的配合 LCD1602 的时序要求了。
当要写命令字节的时候，时间由左往右，RS 变为低电平，R/W 变为低电平，注意看是 RS 的状态先变化完成。然后这时， DB0~DB7 上数据进入有效阶段，接着 E 引脚有一个整脉冲的跳变，接着要维持时间最小值为 tpw=400ns 的 E 脉冲宽度。然后 E引脚负跳变，RS电平变化，R/W 电平变化。这样便是一个完整的LCD1602写命令的时序。
注意
使用 4 位 LCD1602 时，应该多看手册，找到不同点，对原有程序加以修改
从上图中可知，LCD1602 的 8 位数据口 DB0-DB7 与单片机的 P0.0-P0.7 管脚连接，LCD1602 的 RS、RW、E 脚与单片机的 P2.6、P2.5、P2.7 管脚连接。RJ1是一个电位器，用来调节 LCD1602 对比度即显示亮度。
注意
这里原理图是使用的 8 位 LCD1602 接口设计，是可以兼容 4 位 LCD1602的。对于非标准接口的 LCD1602，我们也会通过转接板将其转接为对应开发板接口的。 对于 4 位 LCD1602 在传输数据的时候需要将 8 位的数据截成两段，先发送高四位，在发送低四位。其它引脚操作方法不变。
软件编写
main.c
# include "kd1602.h"
void main()
{
lcd1602_init();
lcd1602_show_string(0,0,"Hello World!");
lcd1602_show_string(0,1,"0123456789");
while(1)
{
}
}kd1602.c
# include "kd1602.h"
void delay_ms(u16 ms)
{
u16 i,j;
for(i=ms;i>0;i--)
{
for(j=110;j>0;j--);
}
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : lcd1602_write_cmd
* 函数功能 : LCD1602写命令
* 输 入 : cmd：指令
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void lcd1602_write_cmd(u8 cmd)
{
LCD1602_RS=0;//选择命令
LCD1602_RW=0;//选择写
LCD1602_E=0;
LCD1602_DATAPORT=cmd;//准备命令
delay_ms(1);
LCD1602_E=1;//使能脚E先上升沿写入
delay_ms(1);
LCD1602_E=0;//使能脚E后负跳变完成写入
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : lcd1602_write_data
* 函数功能 : LCD1602写数据
* 输 入 : dat：数据
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void lcd1602_write_data(u8 dat)
{
LCD1602_RS=1;//选择数据
LCD1602_RW=0;//选择写
LCD1602_E=0;
LCD1602_DATAPORT=dat;//准备数据
delay_ms(1);
LCD1602_E=1;//使能脚E先上升沿写入
delay_ms(1);
LCD1602_E=0;//使能脚E后负跳变完成写入
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : lcd1602_init
* 函数功能 : LCD1602初始化
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void lcd1602_init()
{
lcd1602_write_cmd(0x38);//数据总线8位，显示2行，5*7点阵/字符
lcd1602_write_cmd(0x0c);//显示功能开，无光标，光标闪烁
lcd1602_write_cmd(0x06);//写入新数据后光标右移，显示屏不移动
lcd1602_write_cmd(0x01);//清屏
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : lcd1602_clear
* 函数功能 : LCD1602清屏
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void lcd1062_clear()
{
lcd1602_write_cmd(0x01);//清屏
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : lcd1602_show_string
* 函数功能 : LCD1602显示字符
* 输 入 : x,y：显示坐标，x=0~15，y=0~1;
str：显示字符串
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void lcd1602_show_string(u8 x,u8 y,u8 *str)
{
u8 i=0;
if(y>1 || x>15)//行列参数不对则强制退出
return;
if(y<1)//第一行开始
{
while(*str!='\0')//字符串是以'\0'结尾，只要前面有内容就显示
{
if(i<16-x)//如果字符长度超过第一行显示范围，则在第二行继续显示
{
lcd1602_write_cmd(0x80+x+i);//第一行显示地址设置
}
else
{
lcd1602_write_cmd(0x40+0x80+x+i-16);//第二行显示地址设置
}
lcd1602_write_data(*str);//显示内容
str++;//指针递增
i++;
}
}
else//第二行开始
{
while(*str!='\0')//字符串是以'\0'结尾，只要前面有内容就显示
{
if(i<16-x)//如果字符长度超过第一行显示范围，则在第二行继续显示
{
lcd1602_write_cmd(0x40+0x80+x+i);//第二行显示地址设置
}
else
{
lcd1602_write_cmd(0x80+x+i-16);//第一行显示地址设置
}
lcd1602_write_data(*str);//显示内容
str++;//指针递增
i++;
}
}
}kd1602.h
# ifndef _kd1602_H
# define _kd1602_H
# include "reg52.h"
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
sbit LCD1602_RS=P2^6;//数据命令选择
sbit LCD1602_RW=P2^5;//读写选择
sbit LCD1602_E=P2^7;//使能信号
# define LCD1602_DATAPORT P0 //宏定义LCD1602数据端口
void delay_ms(u16 ms);
void lcd1602_write_cmd(u8 cmd);
void lcd1602_write_data(u8 dat);
void lcd1602_init();
void lcd1062_clear();
void lcd1602_show_string(u8 x,u8 y,u8 *str);
# endif
例子
在开发中通常会显示数值，比如温度数据，程序中我们获取的温度数据通常存储在 float 变量中，并非字符串，此时需要想办法将 float 变量中的值转换为字符串，比如 float temp=31.2，那么我们可以再定义一个数组 temp_buf[] 用于保存 temp 中的每一个位，操作如下：
float temp=31.2;
u8 temp_buf[5];
u16 temp_value=temp*10;
temp_buf[0]=temp_value/100+0x30;
temp_buf[1]=temp_value%100/10+0x30;
temp_buf[2]='.';
temp_buf[3]=temp_value%100%10+0x30;
temp_buf[4]='\0';
lcd1602_show_string(0,0,temp_buf);解释
将浮点数转换为整型变量，然后将整型值的每一个位取出来存储在数组temp_buf 中，细心的朋友会发现取出的每一位后面加了 0X30，这个值是将数字0-9 转换为 ASCII 码，因为液晶是以ASCII 码显示的。最后一个数组元素赋值了’\0’，这是为了让 LCD1602 显示函数知道数组内结束位置。
此时调用 LCD1602 显示函数时，只需要将数组名传递进去即可，因为数组名即为该数组的起始地址，然后显示函数内部通过指针访问数组的每一位。
LCD显示时分秒
main.c
/*
实验现象：
LCD1602上显示秒表
*/
# include<reg52.h>
# include "lcd.h"
typedef unsigned char uint8;
typedef unsigned int uint16;
uint8 a[]="LCD Design of Tm"; //要显示的字符
uint8 num[]="0123456789";
uint8 b[8],shi,fen,miao;
void delay(uint16 i)
{
while(i--);
}
void wrc(uint8 c) //写命令
{
LcdWriteCom(c);
}
void wrd(uint8 dat) //写数据
{
LcdWriteData(dat);
}
void lcd_init()
{
LcdInit();
}
void time0init()
{
TMOD=0X01;
TH0=0XFC;
TL0=0X18; //1ms
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
}
void timepros()
{
b[0]=num[shi/10];
b[1]=num[shi%10];
b[2]=0x3a;
b[3]=num[fen/10];
b[4]=num[fen%10];
b[5]=0x3a;
b[6]=num[miao/10];
b[7]=num[miao%10];
}
void display()
{
uint8 i;
timepros();
wrc(0x00+0x80);
for(i=0;i<16;i++)
{
wrd(a[i]);
}
wrc(0x44+0x80);
wrd(b[0]);
wrd(b[1]);
wrd(b[2]);
wrd(b[3]);
wrd(b[4]);
wrd(b[5]);
wrd(b[6]);
wrd(b[7]);
}
void main()
{
lcd_init();
time0init();
while(1)
{
display();
}
}
void tim0() interrupt 1
{
static uint16 n;
TH0=0XFC;
TL0=0X18;//1ms
n++;
if(n==1000)
{
n=0;
miao++;
if(miao==60)
{
miao=0;
fen++;
if(fen==60)
{
fen=0;
shi++;
if(shi==60)
{
shi=0;
miao=0;
fen=0;
}
}
}
}
// display();
}
lcd.c
# include "lcd.h"
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Lcd1602_Delay1ms
* 函数功能 : 延时函数，延时1ms
* 输 入 : c
* 输 出 : 无
* 说 名 : 该函数是在12MHZ晶振下，12分频单片机的延时。
*******************************************************************************/
void Lcd1602_Delay1ms(uint c) //误差 0us
{
uchar a,b;
for (; c>0; c--)
{
for (b=199;b>0;b--)
{
for(a=1;a>0;a--);
}
}
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : LcdWriteCom
* 函数功能 : 向LCD写入一个字节的命令
* 输 入 : com
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
# ifndef LCD1602_4PINS //当没有定义这个LCD1602_4PINS时
void LcdWriteCom(uchar com) //写入命令
{
LCD1602_E = 0; //使能
LCD1602_RS = 0; //选择发送命令
LCD1602_RW = 0; //选择写入
LCD1602_DATAPINS = com; //放入命令
Lcd1602_Delay1ms(1); //等待数据稳定
LCD1602_E = 1; //写入时序
Lcd1602_Delay1ms(5); //保持时间
LCD1602_E = 0;
}
# else
void LcdWriteCom(uchar com) //写入命令
{
LCD1602_E = 0; //使能清零
LCD1602_RS = 0; //选择写入命令
LCD1602_RW = 0; //选择写入
LCD1602_DATAPINS = com; //由于4位的接线是接到P0口的高四位，所以传送高四位不用改
Lcd1602_Delay1ms(1);
LCD1602_E = 1; //写入时序
Lcd1602_Delay1ms(5);
LCD1602_E = 0;
LCD1602_DATAPINS = com << 4; //发送低四位
Lcd1602_Delay1ms(1);
LCD1602_E = 1; //写入时序
Lcd1602_Delay1ms(5);
LCD1602_E = 0;
}
# endif
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : LcdWriteData
* 函数功能 : 向LCD写入一个字节的数据
* 输 入 : dat
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
# ifndef LCD1602_4PINS
void LcdWriteData(uchar dat) //写入数据
{
LCD1602_E = 0; //使能清零
LCD1602_RS = 1; //选择输入数据
LCD1602_RW = 0; //选择写入
LCD1602_DATAPINS = dat; //写入数据
Lcd1602_Delay1ms(1);
LCD1602_E = 1; //写入时序
Lcd1602_Delay1ms(5); //保持时间
LCD1602_E = 0;
}
# else
void LcdWriteData(uchar dat) //写入数据
{
LCD1602_E = 0; //使能清零
LCD1602_RS = 1; //选择写入数据
LCD1602_RW = 0; //选择写入
LCD1602_DATAPINS = dat; //由于4位的接线是接到P0口的高四位，所以传送高四位不用改
Lcd1602_Delay1ms(1);
LCD1602_E = 1; //写入时序
Lcd1602_Delay1ms(5);
LCD1602_E = 0;
LCD1602_DATAPINS = dat << 4; //写入低四位
Lcd1602_Delay1ms(1);
LCD1602_E = 1; //写入时序
Lcd1602_Delay1ms(5);
LCD1602_E = 0;
}
# endif
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : LcdInit()
* 函数功能 : 初始化LCD屏
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
# ifndef LCD1602_4PINS
void LcdInit() //LCD初始化子程序
{
LcdWriteCom(0x38); //开显示
LcdWriteCom(0x0c); //开显示不显示光标
LcdWriteCom(0x06); //写一个指针加1
LcdWriteCom(0x01); //清屏
LcdWriteCom(0x80); //设置数据指针起点
}
# else
void LcdInit() //LCD初始化子程序
{
LcdWriteCom(0x32); //将8位总线转为4位总线
LcdWriteCom(0x28); //在四位线下的初始化
LcdWriteCom(0x0c); //开显示不显示光标
LcdWriteCom(0x06); //写一个指针加1
LcdWriteCom(0x01); //清屏
LcdWriteCom(0x80); //设置数据指针起点
}
# endif
lcd.h
# ifndef __LCD_H_
# define __LCD_H_
/**********************************
当使用的是4位数据传输的时候定义，
使用8位取消这个定义
**********************************/
//# define LCD1602_4PINS
/**********************************
包含头文件
**********************************/
# include<reg52.h>
//---重定义关键词---//
# ifndef uchar
# define uchar unsigned char
# endif
# ifndef uint
# define uint unsigned int
# endif
/**********************************
PIN口定义
**********************************/
# define LCD1602_DATAPINS P0
sbit LCD1602_E=P2^7;
sbit LCD1602_RW=P2^5;
sbit LCD1602_RS=P2^6;
/**********************************
函数声明
**********************************/
/*在51单片机12MHZ时钟下的延时函数*/
void Lcd1602_Delay1ms(uint c); //误差 0us
/*LCD1602写入8位命令子函数*/
void LcdWriteCom(uchar com);
/*LCD1602写入8位数据子函数*/
void LcdWriteData(uchar dat) ;
/*LCD1602初始化子程序*/
void LcdInit();
# endif
