【51单片机快速入门指南】6.1：LCD1602的八线、四线控制及自定义符号，完美兼容Proteus仿真
目录
- 硬知识
- 显示特性
- 接口定义
- 操作时序
- 写操作时序
- 读操作时序
- 寄存器
- 忙标志位BF
- 地址计数器（AC）
- 显示数据寄存器（DDRAM）
- CGROM
- CGRAM
- 指令
- 清屏指令
- 光标归位指令
- 进入模式设置指令
- 显示开关控制指令
- 设定显示屏或光标移动方向指令
- 功能设定指令
- 设定CGRAM地址指令
- 设定DDRAM地址指令
- 读取忙信号或AC地址指令
- 数据写入DDRAM或CGRAM指令
- 从 CGRAM或DDRAM读出数据的指令
- 示例程序
- LCD1602.c
- LCD1602.h
- 测试程序
- main.c
- 实验现象
- 仿真现象
- 八线制
- 四线制
普中51-单核-A2
STC89C52
Windows 10 20H2
Proteus 8 Frofessional v8.9 SP2
Keil uVision V5.29.0.0
PK51 Prof.Developers Kit Version:9.60.0.0
硬知识
摘自《通用1602 液晶显示模块使用手册》、《液晶LCD1602（中文资料）—— ball 2010-5-13整理》
显示特性
单5V电源电压，低功耗、长寿命、高可靠性
内置192种字符（160个5x7点阵字符和32个5x10点阵字符）
具有64个字节的自定义字符RAM，可自定义8个5x8点阵字符或四个5x11点阵字符
显示方式：STN、半透、正显
驱动方式：1/16DUTY，1/5BIAS
视角方向：6点
背光方式：底部LED
通讯方式：4位或8位并口可选
标准的接口特性，适配MCS1和M6800系列MPU的操作时序。
接口定义
操作时序
写操作时序
读操作时序
寄存器
本模块内部具有两个8位寄存器：指令寄存器（IR）和地址寄存器（DR），用户可以通过RS和R/W输入信号的组合选择指定的寄存器，进行相应的操作。下表中列出了组合选择方式。
指令寄存器IR，内部存储DDRAM和CGRAM中的数据显示的指令代码和地址信息，只能由MPU对其执行写操作：
数据寄存器DR，内部暂时存储MPU与模块内部DDRAM和CGRAM之间的传送数据，内部操作使DR与DDRAM或者CGRAM之间的数据传送自动进行：
忙标志位BF
忙标志BF-1时，表明模块正在进行内部操作，此时不接受任何外部指令和数据。当Rs-0，RW-1以及E为高电平时，BF输出到DB7，每次操作之前最好先进行状态字检测，只有在确认BF-0之后，MPU才能访问模块
地址计数器（AC）
AC地址计数器是DDRAM或者CGRAM的地址指针。随着IR中指令码的写入，指令码中携带的地址信息自动送入AC中，并行做出AC作为DDRAM的地址指针还是CGRAM的地址指针的选择。
AC具有自动加1或者减1的功能。当DR与DDRAM或者CGRAM之间完成一次数据传后，AC自动会加1或减1，在RS=0，R/W=1且E为高电平时，AC的内容送到DB6 ~ DB0；
显示数据寄存器（DDRAM）
DDRAM存储显示字符的字符码，其容量的大小决定着模块最多可显示的字符数目.DDRAM地址与LCD显示屏上的显示位置的对应关系如下：
执行显示移位操作时，对应的DDRAM地址也发生移位，以每行16个字符的显示为例，移位前后的地址对应关系如下：
CGROM
HD44780内置了192个常用字符的字模，存于字符产生器CGROM（Character Generator ROM）中。在CGROM中，模块已经以8位二进制数的形式，生成了5x8点阵的字符字模组字符字模（一个字符对应一组字模），字符字模是与显示字符点阵相对应的8x8矩阵位图数据（与点阵行相对应的矩阵行的高三位为“0"），同时每一组字符字模都有一个由其在CGROM中存放地址的高八位数据组成的字符码对应。
CGRAM
另外还有8个允许用户自定义的字符产生RAM，称为CGRAM（Character Generator RAM）
就单屏结构的模块而言，字符码地址范围为00H ~ FFH，其中00H ~ 07H字符码与用户在CGRAM中生成的自定义图形字符的字模组相对应：至于双屏或者多屏结构的模块，由于各显示屏结构部分的工作分别由独立的使能信号E控制，因而各结构部分间字符的发生互不影响，每一显示屏结构部分的字符码地址范围为00H ~ FFH，其中00H ~ 07H字符码与用户在CGRAM中生成的自定义图形字符的字模组相对应。
指令
清屏指令
光标归位指令
进入模式设置指令
显示开关控制指令
设定显示屏或光标移动方向指令
功能设定指令
设定CGRAM地址指令
设定DDRAM地址指令
读取忙信号或AC地址指令
数据写入DDRAM或CGRAM指令
从 CGRAM或DDRAM读出数据的指令
示例程序
stdint.h见【51单片机快速入门指南】1：基础知识和工程创建
LCD1602.c
#include <STC89C5xRC.H>
#include "stdint.h"
#include "LCD1602.h"//******************以下内容移植时需修改******************void delay_ms(int i);#define LCD1602_Port P0sbit RS_Pin = P2 ^ 6; //寄存器选择位，RS位
sbit WR_Pin = P2 ^ 5; //读写选择位，RW
sbit EN_Pin = P2 ^ 7; //使能信号位，E位void LCD1602_Delay()
{//主频快就加延时
}void LCD1602_RS_H()
{RS_Pin = 1;
}void LCD1602_RS_L()
{RS_Pin = 0;
}void LCD1602_WR_H()
{WR_Pin = 1;
}void LCD1602_WR_L()
{WR_Pin = 0;
}void LCD1602_EN_H()
{EN_Pin = 1;
}void LCD1602_EN_L()
{EN_Pin = 0;
}void LCD1602_Write_Port(uint8_t Data)
{#ifdef USE_4_PinLCD1602_Port &= 0x0F;LCD1602_Port |= (Data << 4);
#elseLCD1602_Port = Data;
#endif
}uint8_t LCD1602_Read_Port()
{#ifdef USE_4_Pin //4线下好像没有意义return 0;
#elsereturn LCD1602_Port;
#endif
}//******************以上内容移植时需修改******************unsigned char code LCD1602_DIY_Char[64]= //8个自定义字符 地址为0x00~0x07
{0x02,0x04,0x0F,0x12,0x0F,0x0A,0x1F,0x02,//年0x0F,0x09,0x0F,0x09,0x0F,0x09,0x09,0x11,//月0x1F,0x11,0x11,0x1F,0x11,0x11,0x1F,0x00,//日0x16,0x09,0x08,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00,//℃0x00,0x11,0x0A,0x04,0x0A,0x11,0x00,0x00,//×0x00,0x04,0x00,0x1F,0x00,0x04,0x00,0x00,//÷0x00,0x0E,0x11,0x11,0x11,0x0A,0x1B,0x00,//Ω0x00,0x11,0x11,0x11,0x19,0x16,0x10,0x00,//μ
};/*****************************************************
函数功能：判断液晶模块的忙碌状态
返回值：1: 忙碌; 0: 不忙
***************************************************/
uint8_t LCD1602_Busy_Test(void)
{#ifdef USE_4_Pindelay_ms(2);return 0;
#elsereturn ((LCD1602_Operation(0, 1, 0) & 0x80) && 1);
#endif
}uint8_t LCD1602_Operation(uint8_t Cmd_Data_Flag, uint8_t Write_Read_Flag, uint8_t Data)
{if(Cmd_Data_Flag)LCD1602_RS_H();elseLCD1602_RS_L();if(Write_Read_Flag)LCD1602_WR_H();elseLCD1602_WR_L();LCD1602_Delay(); //给硬件反应时间if(Write_Read_Flag){LCD1602_EN_H();LCD1602_Delay(); //给硬件反应时间Data = LCD1602_Read_Port();}else{LCD1602_EN_L();LCD1602_Write_Port(Data);LCD1602_Delay(); //给硬件反应时间LCD1602_EN_H();LCD1602_Delay(); //给硬件反应时间}LCD1602_EN_L();return Data;
}/*****************************************************
函数功能：将一个字节写入液晶模块
入口参数：Byte 字节, Cmd_Data_Flag 0为命令, 1为数据
***************************************************/
void LCD1602_Write_Byte(uint8_t Byte, uint8_t Cmd_Data_Flag)
{while (LCD1602_Busy_Test()); //如果忙就等待
#ifdef USE_4_PinLCD1602_Operation(Cmd_Data_Flag, 0, Byte >> 4);while (LCD1602_Busy_Test());LCD1602_Operation(Cmd_Data_Flag, 0, Byte & 0x0F);
#elseLCD1602_Operation(Cmd_Data_Flag, 0, Byte);
#endif
}void LCD1602_DIY_Char_Init(void)
{unsigned char i;LCD1602_Write_Byte(LCD1602_Set_CGRAM_Addr, 0); //开始写入你要显示的自定义字符、汉字代码 for(i = 0; i < 64; i++){LCD1602_Write_Byte(LCD1602_DIY_Char[i], 1); //开始写入你要显示的自定义字符、汉字代码}
}/*****************************************************
函数功能：指定字符显示的实际地址
入口参数：row 行：0或1 col：列
***************************************************/
void LCD1602_Write_Address(uint8_t row, uint8_t col)
{if(row)LCD1602_Write_Byte(col | 0xc0, 0); elseLCD1602_Write_Byte(col | 0x80, 0); //显示位置的确定方法规定为"80H+地址码x"
}void LCD1602_Write_Str(char *Str)
{while (*Str) //检测字符串结束标志{LCD1602_Write_Byte(*Str++, 1); //发送当前字符}
}/*****************************************************
函数功能：对LCD的显示模式进行初始化设置
***************************************************/
void LCD1602_Init(void)
{#ifdef USE_4_PinLCD1602_Write_Byte(LCD1602_Cursor_Return, 0);LCD1602_Write_Byte(LCD1602_Config | LCD1602_4PIN | LCD1602_2Row | LCD1602_5X7, 0);
#elseLCD1602_Write_Byte(LCD1602_Config | LCD1602_8PIN | LCD1602_2Row | LCD1602_5X7, 0);
#endifLCD1602_Write_Byte(LCD1602_Display_Switch | Display_Enable | Cursor_Enable | Cursor_Blink_Enable, 0);LCD1602_Write_Byte(LCD1602_Cursor_Screen_Mode | Cursor_Right_Mode | Screen_Static_Mode, 0);LCD1602_DIY_Char_Init();LCD1602_Write_Byte(LCD1602_Clr, 0); //清屏幕指令，将以前的显示内容清除
}
LCD1602.h
#ifndef LCD1602_H_
#define LCD1602_H_#define USE_8_Pin
//#define USE_4_Pin#ifdef USE_8_Pin
#ifdef USE_4_Pin
#error
#endif
#endif#define LCD1602_Clr 0x01
#define LCD1602_Cursor_Return 0x02#define LCD1602_Cursor_Screen_Mode 0x04#define Cursor_Left_Mode 0x00 #define Cursor_Right_Mode 0x02#define Screen_Static_Mode 0x00#define Screen_Right_Mode 0x01#define LCD1602_Display_Switch 0x08#define Display_Disable 0x00#define Display_Enable 0x04#define Cursor_Disable 0x00#define Cursor_Enable 0x02#define Cursor_Blink_Disable 0x00#define Cursor_Blink_Enable 0x01#define LCD1602_Cursor_Screen_Move 0x10#define Cursor_Left 0x00#define Cursor_Right 0x04#define Screen_Left 0x08#define Screen_Right 0x0c#define LCD1602_Config 0x20#define LCD1602_4PIN 0x00#define LCD1602_8PIN 0x10#define LCD1602_1Row 0x00#define LCD1602_2Row 0x08#define LCD1602_5X7 0x00#define LCD1602_5X10 0x04#define LCD1602_Set_CGRAM_Addr 0x40
#define LCD1602_Set_DDRAM_Addr 0x80uint8_t LCD1602_Busy_Test(void);
uint8_t LCD1602_Operation(uint8_t Cmd_Data_Flag, uint8_t Write_Read_Flag, uint8_t Data);
void LCD1602_Write_Byte(uint8_t Byte, uint8_t Cmd_Data_Flag);
void LCD1602_Write_Address(uint8_t row, uint8_t col);
void LCD1602_Write_Str(char *Str);
void LCD1602_Init(void);#endif
测试程序
四线和八线在LCD1602.h中控制
main.c
#include <STC89C5xRC.H>
#include "intrins.h"
#include "stdint.h"
#include "LCD1602.h"void Delay1ms() //@11.0592MHz
{unsigned char i, j;_nop_();i = 2;j = 199;do{while (--j);} while (--i);
}void delay_ms(int i)
{while(i--)Delay1ms();
}void main(void)
{char i;LCD1602_Init();LCD1602_Write_Address(0, 0);LCD1602_Write_Str("0123456789ABCDEF");LCD1602_Write_Address(1, 0);for(i = 0; i < 8; ++i)LCD1602_Write_Byte(i, 1);while(1){ }
}
实验现象
仿真现象
需要注意的是，Proteus仿真时存储模式需设为Small才能正确显示，很神秘。
八线制
四线制
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