液晶显示器在控制显示面板中应用非常广泛，英文名是Liquid CrystalDisplay，简称LCD.液晶显示器具备显示器件具有体积小、重量轻、功耗低，性价比高等优点，所以LCD日渐成为各种便携式电子产品的理想显示器，1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块，它有若干个5X7或5X11点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。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，所以它不能像12864一样显示图形，但是有时候很想要用图形表示，那么lcd1602提供了8个空间的自定义字符。

lcd1602主要用来显示数字、字母、图形以及少量自定义字符。由于其显示控制简单，性价比高，广泛用于电子表、冰箱、空调、汽车电子仪表等装置。lcd1602分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为 HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在设计过程中并无差别。

这里我们主要研究一下如何在lcd1602工作原理及显示自定义字符的编程。

1，lcd1602工作原理是什么？

线段的显示

点阵图形式液晶由M×N个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共16×8=128个点组成，屏上64×16个显示单元与显示RAM区1024字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H——00FH的16字节的内容决定，当(000H)=FFH时，则屏幕的左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当(3FFH)=FFH时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当(000H)=FFH，(001H)=00H，(002H)=00H，……(00EH)=00H，(00FH)=00H时，则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。

字符的显示

用LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由6×8或8×8点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。

汉字的显示

汉字的显示一般采用图形的方式，事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码(一般用字模提取软件)，每个汉字占32B，分左右两半，各占16B，左边为1、3、5……右边为2、4、6……根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示RAM对应的地址，设立光标，送上要显示的汉字的第一字节，光标位置加1，送第二个字节，换行按列对齐，送第三个字节……直到32B显示完就可以LCD上得到一个完整汉字。

2，lcd1602工作原理-lcd1602的基本参数

显示容量：16×2个字符

芯片工作电压：4.5—5.5V

工作电流：2.0mA(5.0V)

模块最佳工作电压：5.0V

字符尺寸：2.95×4.35(W×H)mm

3，lcd1602工作原理-lcd1602与单片机连接电路图

lcd1602液晶显示模块可以只用D4-D7作为四位数据分两次传送。这样的话，可以节省MCU的I/O口资源。lcd1602可以显示2行16个字符，有8为数据总线D0-D7，和RS、R/W、EN三个控制端口，工作电压为5V，并且带有字符对比度调节和背光。

lcd1602液晶显示模块可以和单片机AT89C51直接接口，电路连接简单，如图1所示：

lcd1602和51单片机的连接图

lcd1602和51单片机的连接图

其中图中的JPBG直接接电源，第3引脚的可调电位器的两端一定要连接电源和地。P2.0，P2.1，P2.2分别是RS，R/W和E三个控制位，P0.0-P0.7是8位数据线。三个控制位详见说明，RS=0表示写或读指令，RS=1表示写数据。R/W是读写指令，R/W=1是读，R/W=0是写。E是使能端，要根据时序图去写对应的程序。

lcd1602和AT89S52单片机的连接图

此电路中，上拉电阻用4.7K的，液晶的3脚用一个10K可调电阻接地，调节液晶亮度。

4，lcd1602工作原理-lcd1602引脚图与引脚定义

lcd1602共16个管脚，但是编程用到的主要管脚不过三个，分别为：RS(数据命令选择端)，R/W(读写选择端)，E(使能信号);以后编程便主要围绕这三个管脚展开进行初始化，写命令，写数据。

1602采用标准的16脚接口，

第1脚：VSS为电源地

第2脚：VCC接5V电源正极

第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高(对比度过高时会 产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度)。

第4脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。

第5脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。

第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端，高电平(1)时读取信息，负跳变时执行指令。

第7～14脚：D0～D7为8位双向数据端。

第15～16脚：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极。

5，lcd1602工作原理-读写操作指令编程表

各种液晶厂家均有提供几乎都是同样规格的lcd1602 模块或兼容模块，尽管各厂家的对其各自的产品命名不尽相同;但其最初采用的LCD 控制器采用的是HD44780，在各厂家生产的1602 模块当中，基本上也都采用了与之兼容的控制IC，所以从特性上基本上是一样的;当然，很多厂商提供了不同的字符颜色、背光色之类的显示模块。但是它们的读写操作是一样的。

lcd1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如下表所示。

lcd1602液晶模块的读写操作，屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。(说明1为高电平，0为低电平)

指令1：清显示，指令码01H，光标复位到地址00H位置 指令2：光标复位，光标返回到地址00H

指令3：光标和显示位置设置I/D，光标移动方向，高电平右移，低电平左移，S：屏幕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。

指令4：显示开关控制。D：控制整体的显示开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示。C：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：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。

指令5：光标或显示移位 S/C ：高电平时显示移动的文字，低电平时移动光标

指令6：功能设置命令 DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时为双行显示，F：低电平时显示5X7的点阵字符，高电平时显示5X10的显示字符。

指令7：字符发生器RAM地址设置。 指令8：DDRAM地址设置。

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

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