一、 LCD1602 简介

简介部分资料来源于百度百科：

实物图：

Proteus器件图：

器件号： LM016L

简介：

LCD1602

16——表示每行显示16个字符
02——表示显示两行

LCD1602是一种字符点阵型显示模块，如下图 ，每个字符是由 5X8 的点阵组成。

引脚介绍：

引脚1：VSS为地电源。
引脚2：VDD接5V正电源。
引脚3：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高。

引脚4：RS为寄存器选择脚，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

引脚5：R/W为读/写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
当RS和R/W共同 为低电平时可以写入指令或显示地址；当RS为低电平，R/W为高电平时，可以读忙信号；当 RS为高电平，R/W为低电平时，可以写入数据。

引脚6：E端为使能端，当E端由高电平跳变为低电平时(下降沿有效)，液晶模块执行命令。

引脚7 ~ 14：D0~D7为8位双向数据线。

引脚15：背光源正极。
引脚16：背光源负极

指令集（11条指令）：

表1

（1）指令1：清屏。指令码01H，光标复位到地址00H。

（2）指令2：光标复位。光标复位到地址00H。

（3）指令3：输入方式设置。
其中，I/D表示光标的移动方向，高电平右移，低电平左移；S表示显示屏上所有文字是否左移或右移，高电平表示有效，低电平表示无效。

（4）指令4：显示开关控制。
其中，D用于控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示；C用于控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标；B用于控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。

（5）指令5：光标或字符移位控制。
其中，S/C表示在高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。

（6）指令6：功能设置命令。
其中，DL表示在高电平时为4位总线，低电平时为8位总线；N表示在低电平时为单行显示，高电平时双行显示；F表示在低电平时显示5×7的点阵字符，高电平时显示5×10的点阵字符。

（7）指令7：字符发生器RAM地址设置。

（8）指令8：DDRAM地址设置。

（9）指令9：读忙信号和光标地址。
其中，BF为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或数据，如果为低电平则表示不忙。

（10）指令10：写数据。

（11）指令11：读数据。

常用指令：

0x80+0xdd：dd为地址，这条命令用于设置显示起点坐标

0x0c ：开显示，无光标，光标不闪烁 。一般做带键盘输入的才加入光标，如计算器。常用的计量显示不显示光标。

0x06 ：写一个数据，地址指针加1，由1602地址表可以看出，实际上就是设置成从左往右写数据而已。

0x38 ： 设置显示模式，16x2显示 5x7点阵，8位数据接口。端口不够用时，这个命令也可以换用4位数据接口的。

0x01 ：清屏。

表2

二、显示原理

如上图，每个字符由 5X8 点阵组成（也可选用 5X10），想要实现显示，只需如下图：

例：以 5X7 点阵为例， 显示字符 A

0 代表灭，1 代表亮
只需将想要显示的字符的对应位置1，就能显示该字符

LCD1602 固化了字模寄存器，即 CGROM 和 CGRAM，存储了192个常用字符的字模。

字模库：

该表 行是低四位，列是高四位

想要显示哪个字符，只需查表，换算为十六进制，写入LCD1602即可。

例： 想要显示字符 A

需要向 LCD1602 写入 0x41（0100 0001）

三、显示位置

LCD1602 实际有80个字节的DDRAM，

只不过 LCD1602 只有 16X2 个位置，后面很多位置显示不出来，可以使用 指令5“光标或显示移动指令” 使字符慢慢移动到可见的显示范围内，看到字符的移动效果。

所以LCD1602的实际显示位置是，第一行：00 ~ 0F，第二行：40 ~ 4F

注意：

如图， 指令8，D7位恒为 1，

在实际向LCD1602传入数据显示地址时，需要 < 地址+0x80 >

例：向LCD1602的第一行第一列写数据，传入的地址应为： （0x00+0x80）

四、LCD1602 操作

①写操作时序图：

②读操作时序图：

③时序时间参数：

1、忙检测

为什么需要忙检测？？

单片机和 LCD1602 的工作速度存在差异，单片机速度快，所以单片机向 LCD1602 传数据时，LCD1602 可能正在处理上一次的数据，处在忙状态，为了防止数据丢失或出错，所以单片机就需要等待，待 LCD1602 处理完时在进行下一次数据的传送。

代码：

由指令9，需判断 BF 的状态

/****************** 忙检测 *********************
LCD_Data 与 0x80 进行或运算，判断 bit7 位状态若 LCD_Data 的 bit7 位是 0，则 LCD 不忙
若 LCD_Data 的 bit7 位是 1，则 LCD 忙
***********************************************/
void LCD_Check_Busy(){uchar temp;LCD_Data = 0xff  // 十六进制：1111 1111LCD_RS = 0;  // 0 指令LCD_RW = 1;     // 1 读do{LCD_E = 1;         // 拉高temp = LCD_Data;  // 将 LCD 状态保存在 temp 中，用于判忙LCD_E = 0;        // 负跳变使能 }while(temp & 0x80);  // 结果为 1，LCD 忙，继续循环；结果为 0，LCD 不忙，可以进行后面的操作
}

2、初始化

为什么初始化？

在 LCD1602 进行显示前，需要进行输入方式设置，显示开关设置，光标、画面移位设置，功能设置等，确定 LCD1602 的工作方式。

代码：

/****************** 初始化 *********************
指令1 ——清屏
指令3 ——AC加1，画面不动
指令4 ——显示开，光标关，闪烁关
指令6 ——8位数据接口，两行显示，5X7点阵
指令8 ——从第一行第一列开始显示
***********************************************/
void LCD_Init(){LCD_Write_Cmd(0x01); // 指令1 ——清屏LCD_Write_Cmd(0x06); // 指令3 ——AC加1，画面不动 LCD_Write_Cmd(0x0c); // 指令4 ——显示开，光标关，闪烁关 LCD_Write_Cmd(0x38); // 指令6 ——8位数据接口，两行显示，5X7点阵LCD_Write_Cmd(0x80); // 指令8 ——从第一行第一列开始显示
}

3、写命令

代码：

/****************** 写命令 *********************
RS=0 指令
RW=0 写操作
E=0 开始为 0
写入指令（给单片机 P3 端口）
延时 2ms
E=1 拉高
延时5ms，写入指令有效
E=0 负跳变，指令写入LCD
***********************************************/
void LCD_Write_Cmd(uchar Cmd){LCD_Check_Busy();  // 判忙LCD_RS = 0;  // 0 指令LCD_RW = 0;  // 0 写LCD_E = 0;LCD_Data = Cmd;  // 送指令delay_1ms(2);LCD_E = 1;  // 拉高delay_1ms(5);LCD_E = 0;
}

4、写数据

代码：

/****************** 写数据 *********************
RS=1 数据
RW=0 写操作
E=0 开始为 0
写入数据（给单片机 P3 端口）
延时 2ms
E=1 拉高
延时 7ms，写入数据有效
E=0 负跳变，数据写入LCD
***********************************************/
void LCD_Write_Data(uchar Data){LCD_Check_Busy();  // 判忙LCD_RS = 1;  // 1 数据LCD_RW = 0;  // 0 写LCD_E = 0;LCD_Data = Data;  // 送数据delay_1ms(2);LCD_E = 1;  // 拉高delay_1ms(7);LCD_E = 0;
}

实验一：显示Hello World ！

结果展示：

代码：

#include<reg51.h>#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int#define LCD_Data P3  // 数据端口sbit LCD_RS = P2^0;  // 数据（1）/ 指令（0）
sbit LCD_RW = P2^1;  // 读（1） / 写（0）
sbit LCD_E = P2^2;  // 使能（负跳变起作用）void delay_1ms(uint c){  // 延时函数,无误差uchar a,b;for(;c>0;c--){ for(b=199;b>0;b--) { for(a=1;a>0;a--);}}
}/****************** 忙检测 *********************
LCD_Data 与 0x80 进行或运算，判断 bit7 位状态若 LCD_Data 的 bit7 位是 0，则 LCD 不忙
若 LCD_Data 的 bit7 位是 1，则 LCD 忙
***********************************************/
void LCD_Check_Busy(){uchar temp;LCD_Data = 0xff;  // 十六进制：1111 1111LCD_RS = 0;  // 0 指令LCD_RW = 1;    // 1 读do{LCD_E = 1;         // 拉高temp = LCD_Data;  // 将 LCD 状态保存在 temp 中，用于判忙LCD_E = 0;        // 负跳变使能 }while(temp & 0x80);  // 结果为 1，LCD 忙，继续循环；结果为 0，LCD 不忙，可以进行后面的操作
}/****************** 写指令 *********************
RS=0 指令
RW=0 写操作
E=0 开始为 0
写入指令（给单片机 P3 端口）
延时 2ms
E=1 拉高
延时5ms，写入指令有效
E=0 负跳变，指令写入LCD
***********************************************/
void LCD_Write_Cmd(uchar Cmd){LCD_Check_Busy();  // 判忙LCD_RS = 0;  // 0 指令LCD_RW = 0;  // 0 写LCD_E = 0;LCD_Data = Cmd;  // 送指令delay_1ms(2);LCD_E = 1;delay_1ms(5);LCD_E = 0;
}/****************** 写数据 *********************
RS=1 数据
RW=0 写操作
E=0 开始为 0
写入数据（给单片机 P3 端口）
延时 2ms
E=1 拉高
延时 7ms，写入数据有效
E=0 负跳变，数据写入LCD
***********************************************/
void LCD_Write_Data(uchar Data){LCD_Check_Busy();  // 判忙LCD_RS = 1;  // 1 数据LCD_RW = 0;  // 0 写LCD_E = 0;LCD_Data = Data;  // 送数据delay_1ms(2);LCD_E = 1;delay_1ms(7);LCD_E = 0;
}/****************** 初始化 *********************
指令1 ——清屏
指令3 ——AC加1，画面不动
指令4 ——显示开，光标关，闪烁关
指令6 ——8位数据接口，两行显示，5X7点阵
指令8 ——从第一行第一列开始显示
***********************************************/
void LCD_Init(){LCD_Write_Cmd(0x01); // 指令1 ——清屏LCD_Write_Cmd(0x06); // 指令3 ——AC加1，画面不动 LCD_Write_Cmd(0x0c); // 指令4 ——显示开，光标关，闪烁关 LCD_Write_Cmd(0x38); // 指令6 ——8位数据接口，两行显示，5X7点阵LCD_Write_Cmd(0x80); // 指令8 ——从第一行第一列开始显示
}/****************** 主函数 ********************************************************************/
void main()
{uchar code Data[]="Hello World !";  // 要显示的数据uchar i;LCD_Init();  // LCD1602 初始化LCD_Write_Cmd(0x00+0x80);  // 第一行第一列地址，0x00 可以省去，为了讲明白故加上for(i=0; i<16; i++){LCD_Write_Data(Data[i]);}while(1);
}

实验二：两行显示

要求：
第一行显示 0123456789012345
第二行显示 abcdefghABCDEFGH

结果展示：

代码：

#include<reg51.h>#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int#define LCD_Data P3  // 数据端口sbit LCD_RS = P2^0;  // 数据（1）/ 指令（0）
sbit LCD_RW = P2^1;  // 读（1） / 写（0）
sbit LCD_E = P2^2;  // 使能（负跳变起作用）void delay_1ms(uint c){  // 延时函数,无误差uchar a,b;for(;c>0;c--){ for(b=199;b>0;b--) { for(a=1;a>0;a--);}}
}/****************** 忙检测 *********************
LCD_Data 与 0x80 进行或运算，判断 bit7 位状态若 LCD_Data 的 bit7 位是 0，则 LCD 不忙
若 LCD_Data 的 bit7 位是 1，则 LCD 忙
***********************************************/
void LCD_Check_Busy(){uchar temp;LCD_Data = 0xff;  // 十六进制：1111 1111LCD_RS = 0;  // 0 指令LCD_RW = 1;    // 1 读do{LCD_E = 1;         // 拉高temp = LCD_Data;  // 将 LCD 状态保存在 temp 中，用于判忙LCD_E = 0;        // 负跳变使能 }while(temp & 0x80);  // 结果为 1，LCD 忙，继续循环；结果为 0，LCD 不忙，可以进行后面的操作
}/****************** 写指令 *********************
RS=0 指令
RW=0 写操作
E=0 开始为 0
写入指令（给单片机 P3 端口）
延时 2ms
E=1 拉高
延时5ms，写入指令有效
E=0 负跳变，指令写入LCD
***********************************************/
void LCD_Write_Cmd(uchar Cmd){LCD_Check_Busy();  // 判忙LCD_RS = 0;  // 0 指令LCD_RW = 0;  // 0 写LCD_E = 0;LCD_Data = Cmd;  // 送指令delay_1ms(2);LCD_E = 1;delay_1ms(5);LCD_E = 0;
}/****************** 写数据 *********************
RS=1 数据
RW=0 写操作
E=0 开始为 0
写入数据（给单片机 P3 端口）
延时 2ms
E=1 拉高
延时 7ms，写入数据有效
E=0 负跳变，数据写入LCD
***********************************************/
void LCD_Write_Data(uchar Data){LCD_Check_Busy();  // 判忙LCD_RS = 1;  // 1 数据LCD_RW = 0;  // 0 写LCD_E = 0;LCD_Data = Data;  // 送数据delay_1ms(2);LCD_E = 1;delay_1ms(7);LCD_E = 0;
}/****************** 初始化 *********************
指令1 ——清屏
指令3 ——AC加1，画面不动
指令4 ——显示开，光标关，闪烁关
指令6 ——8位数据接口，两行显示，5X7点阵
指令8 ——从第一行第一列开始显示
***********************************************/
void LCD_Init(){LCD_Write_Cmd(0x01); // 指令1 ——清屏LCD_Write_Cmd(0x06); // 指令3 ——AC加1，画面不动 LCD_Write_Cmd(0x0c); // 指令4 ——显示开，光标关，闪烁关 LCD_Write_Cmd(0x38); // 指令6 ——8位数据接口，两行显示，5X7点阵LCD_Write_Cmd(0x80); // 指令8 ——从第一行第一列开始显示
}/****************** 主函数 ********************************************************************/
void main()
{uchar code Data_1[]="0123456789012345";  // 第一行要显示的数据uchar code Data_2[]="abcdefghABCDEFGH";  // 第二行要显示的数据uchar i;LCD_Init();  // LCD1602 初始化LCD_Write_Cmd(0x00+0x80);  // 第一行第一列地址for(i=0; i<16; i++){LCD_Write_Data(Data_1[i]);}LCD_Write_Cmd(0x40+0x80);  // 第二行第一列地址for(i=0; i<16; i++){LCD_Write_Data(Data_2[i]);}while(1);
}

实验三：温度单位显示

确定字模：

如图，查字模表得：
温度单位由 1101 1111 和 0100 0011 组成
换算位十六进制为：0xdf 和 0x43 组成

结果展示：

代码：

直接替换为以下主函数即可

/****************** 主函数 ********************************************************************/
void main()
{LCD_Init();  // LCD1602 初始化LCD_Write_Cmd(0x00+0x80);  // 第一行第一列地址LCD_Write_Data(0xdf);LCD_Write_Data(0x43);while(1);
}

实验四：单行滚动显示

**要求：**在第一行滚动显示字符串 “Good Good Study,Day Day Up !”

需要用到 指令5——0x18 //画面左移一个字符位，光标不动

结果展示：

代码：

直接替换位为以下主函数即可

/****************** 主函数 ********************************************************************/
void main()
{uchar i;uchar code Data[]="Good Good Study,Day Day Up !";LCD_Init();  // LCD1602 初始化LCD_Write_Cmd(0x00+0x80);  // 第一行第一列地址for(i=0; i<28; i++){LCD_Write_Data(Data[i]);}while(1){delay_1ms(500);  // 控制移动速度LCD_Write_Cmd(0x18);  // 指令5 ——画面左移一个字符位，光标不动}
}

实验五：一行不动，一行动

要求：
第一行显示 " I Love You “，固定不动
第二行显示"Good Good Study,Day Day Up !”， 实现向左移动效果

结果展示：

代码：

直接替换位为以下主函数即可

/****************** 主函数 *********************
不使用整屏左移命令使用指针进行右移
***********************************************/
void main()
{uchar i, j=0, n=0;uchar code Data_1[]="   I Love You   ";  // 第一行显示，共十六个字符uchar code Data_2[]="Good Good Study,Day Day Up !";  // 第二行显示，共28个字符LCD_Init();  // LCD1602 初始化LCD_Write_Cmd(0x00+0x80);  // 第一行第一列地址for(i=0; i<16; i++){     LCD_Write_Data(Data_1[i]);  // 显示第一行}while(1){LCD_Check_Busy();  // 判忙，若忙，不继续执行LCD_Write_Cmd(0x40+0x80);  // 第二行第一列地址for(j=n; j<28+n; j++){     LCD_Write_Data(Data_2[j]);  // 显示第二行}n++;if(n >= (28-15)){  // 当数据移动到最后时，n 重置 0，停顿 500 ms，重新开始移动显示n = 0;delay_1ms(500);}delay_1ms(200);  // 控制移动速度}
}

实验六：自定义字模显示

要求：
自定义数模
在第一行第一列显示汉字 ——年
在第一行第三列显示汉字 ——月
在第一行第五列显示汉字 ——日

确定字模：

以 日 字为例

结果展示：

代码：

直接替换位为以下主函数即可

/****************** 主函数 *********************
***********************************************/
void main(){uchar i;uchar code Data_0[]={0x0f, 0x12, 0x0f, 0x0a, 0x1f, 0x02, 0x02, 0x02};  // 汉字 年 的字模uchar code Data_1[]={0x0f, 0x09, 0x0f, 0x09, 0x0f, 0x09, 0x0b, 0x11};  // 汉字 月 的字模  uchar code Data_2[]={0x1f, 0x11, 0x11, 0x1f, 0x11, 0x11, 0x1f, 0x00};  // 汉字 日 的字模LCD_Init();  // LCD1602 初始化LCD_Write_Cmd(0x40);  // 0100 0000； 指令 0x40 向 CGRAM 地址0 写入自定义数据for(i=0; i<8; i++){LCD_Write_Data(Data_0[i]);  // 写入自定义字符字模}LCD_Write_Cmd(0x48);  // 0100 1000； 指令 0x48 向 CGRAM 地址1 写入自定义数据for(i=0; i<8; i++){LCD_Write_Data(Data_1[i]);  // 写入自定义字符字模}LCD_Write_Cmd(0x50);  // 0101 0000； 指令 0x50 向 CGRAM 地址2 写入自定义数据for(i=0; i<8; i++){LCD_Write_Data(Data_2[i]);  // 写入自定义字符字模}LCD_Write_Cmd(0x00+0x80);  // 在第一行第一列显示 第一个字符LCD_Write_Data(0);LCD_Write_Cmd(0x02+0x80);  // 在第一行第三列显示 第二个字符LCD_Write_Data(1);LCD_Write_Cmd(0x04+0x80);  // 在第一行第五列显示 第一个字符LCD_Write_Data(2);while(1);
}

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