51单片机学习笔记14 LCD1602显示屏使用
- 一、LCD1602介绍
- 1. 简介
- 2. 引脚定义
- 3. DDRAM
- 4. 字模
- 5. 指令
- (1)清屏指令 0x01
- (2)光标归位指令 0x02
- (3)进入模式设置指令 0x06
- (4)显示开关控制指令
- (5)设定显示屏或光标移动方向指令
- (6)功能设定指令
- (7)设定CGRAM地址指令
- (8)设定DDRAM地址指令
- (9)读取忙信号或AC地址指令
- (10)数据写入DDRAM或CGRAM指令
- (11)从CGRAM或DDRAM读出数据指令
- 二、使用方式
- 1. 显示字符的步骤
- 2. 初始化过程
- 三、硬件及代码
- 1. 硬件连接
- 2. 代码实现
- (1)GPIO初始化
- (2)LCD1602初始化
- (3)写入命令实现
- (4)写入数据实现
- (5)清屏函数
- (6)写入字符串
- (7)主函数main.c
一、LCD1602介绍
1. 简介
LCD1602是一种常用的字符型液晶显示模块,它由16列、2行的字符组成,每个字符由5x8像素的点阵构成。
外观图:
其主要特点有:
- 显示能力:LCD1602可以同时显示两行文字,每行最多可显示16个字符。
- 低功耗:LCD1602采用液晶显示技术,具有较低的功耗。
- 易于控制:LCD1602可以通过并行或串行接口与微控制器进行通信,控制简单、灵活。通常使用的控制芯片为HD44780,它提供了一套简单易用的指令集,用于控制LCD的显示内容、光标位置等。
- 背光显示:LCD1602通常配有背光,可以在暗环境中提供良好的可视性。背光可通过外部电路控制,从而实现显示器的亮度调节或开关功能。
2. 引脚定义
以下是LCD1602的典型引脚定义及其功能说明:
引脚编号 | 功能 | 描述 |
1 | VSS (地) | 用于连接电源地 |
2 | VDD (电源正) | 用于连接正向电源(通常为+5V) |
3 | Vee | 控制LCD的对比度,可通过外部电位器调节 |
4 | RS (命令/数据) | 控制数据的传输方式:0表示命令,1表示数据 |
5 | RW (读/写) | 控制数据的读写操作:0表示写入数据,1表示读取数据 |
6 | E (使能) | 使能信号,用于触发LCD读写操作 |
7-14 | D0-D7 | 数据线:用于传输8位数据(4位模式下,只需连接D4-D7即可) |
15 | A (背光阳极) | 背光电源的阳极(通常接VDD或外部电源) |
16 | K (背光阴极) | 背光电源的阴极(通常接地) |
3. DDRAM
LCD1602的DDRAM(Display Data RAM)是用于存储显示数据的内存区域,它是LCD控制器内部的一部分。DDRAM可以存储LCD屏幕上每个字符的数据,包括字符形状和位置信息。通过修改DDRAM中的数据,可以实现LCD屏幕上的文本显示。
以下是LCD1602的DDRAM地址与屏幕字符位置的对应关系表:
行/列 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
第一行 | 0x00 | 0x01 | 0x02 | 0x03 | 0x04 | 0x05 | 0x06 | 0x07 |
第二行 | 0x40 | 0x41 | 0x42 | 0x43 | 0x44 | 0x45 | 0x46 | 0x47 |
每行代表LCD屏幕的一行字符,每列代表该行字符在DDRAM中的地址。
例如:
- 第一行第一个字符的DDRAM地址为0x00,
- 第二行第一个字符的DDRAM地址为0x40。
通过对应关系,可以确定每个字符在DDRAM中的地址,从而实现字符数据的读写操作。
4. 字模
LCD1602 字符由5x8像素的点阵构成。字模描述了每个字符的像素排列方式,以及每个像素的开启或关闭状态。
在HD44780里内置了192个常用字符的字模,在于 CGROM中,另外有8个允许用户自定义的字符产生RAM,称为CGRAM。
5. 指令
发送指令时,RS引脚为低电平, R/W也为低电平。
(1)清屏指令 0x01
清屏指令(0x01)用于清除LCD屏幕上的所有字符及光标位置,并将光标移至起始位置(0行0列)。
Bit 0用于启动清屏指令的执行。其他位暂时保留,一般不使用。
Bit | RS | R/W | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
作用 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
一般清屏发 0x01 即可。
(2)光标归位指令 0x02
光标归位指令(0x02)用于将LCD光标移回起始位置(0行0列)、同时把地址计数器(AC)值设置为0。
Bit | RS | R/W | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
作用 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | X |
(3)进入模式设置指令 0x06
进入模式设置指令用于配置LCD的文本显示模式,包括光标移动方向和字符显示是否移位等参数。
Bit | RS | R/W | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
作用 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | I/D | S |
- I/D 为0时,写入数据后光标左移;为1时,写入数据后光标右移;
- S: 0时写入新数据后显示屏不移动;为1时,写入数据后显示屏整体向右移一个字符。
(4)显示开关控制指令
Bit | RS | R/W | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
作用 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | D | C | B |
- 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。
(5)设定显示屏或光标移动方向指令
(6)功能设定指令
Bit | RS | R/W | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
作用 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | DL | N | F | X | X |
- 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=5x7点阵每字符;1=5x10点阵/每字符
(7)设定CGRAM地址指令
- DB5DB4DB3 为字符号,即将要显示该字符时要用到的字符地址。(000~111)(能定义八个字符);
- DB2DB1DB0 为行号。(000~111)(八行)。
(8)设定DDRAM地址指令
设定下一个要存入数据的DDRAM地址;
(9)读取忙信号或AC地址指令
(10)数据写入DDRAM或CGRAM指令
数据写入指令用于将数据(字符或自定义字符)写入到DDRAM或CGRAM中,以在LCD屏幕上显示相应的内容。
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
作用 | 指令执行状态 | 写入模式 | 保留 | 保留 | 保留 | 保留 | 保留 | 指令触发 |
描述 | 写入“0”表示指令执行中,不可接收其他指令;写入“1”表示指令执行完成。 | 写入“1”表示数据写入模式,写入“0”表示命令写入模式。 | - | - | - | - | - | 写入“1”时,数据写入指令开始执行;执行过程中Bit 7为“0”;执行完毕Bit 7为“1”。 |
在数据写入指令的控制字节中,Bit 7用于表示指令执行的状态,写入“0”表示指令正在执行中,写入“1”表示指令执行已完成。Bit 6用于选择写入模式,写入“1”表示数据写入模式,写入“0”表示命令写入模式。其他位暂时保留,一般不使用。
(11)从CGRAM或DDRAM读出数据指令
二、使用方式
1. 显示字符的步骤
- 初始化LCD1602引脚,配置LCD1602的控制字节,如显示模式、清屏等;
- 发送数据或控制指令;
- 等待指令执行完成;
- 循环第2步;
- 完成显示。
2. 初始化过程
三、硬件及代码
1. 硬件连接
引脚说明:
- VO:调节对比度
2. 代码实现
(1)GPIO初始化
void lcd1602_gpio_init(void){
// 设置为输出
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_EN = 0;
LCD1602_DATAPORT = 0;
}
(2)LCD1602初始化
void lcd1602_init(void){
// 初始化IO口
lcd1602_gpio_init();
// 初始化lcd1602
// 8位数据接口,2行显示,5*7点阵
lcd1602_write_cmd(0x38);
// 显示器开,光标关,光标闪烁关
lcd1602_write_cmd(0x0c);
// 光标右移
lcd1602_write_cmd(0x06);
// 清屏
lcd1602_write_cmd(0x01);
}
(3)写入命令实现
void lcd1602_write_cmd(u8 cmd){
// 使能
LCD1602_EN = 0;
// 写入命令
LCD1602_RS = 0;
// 写入模式
LCD1602_RW = 0;
// 数据口
LCD1602_DATAPORT = cmd;
delay_ms(1);
// EN上升沿
LCD1602_EN = 1;
// 延时
delay_ms(1);
// EN下降沿
LCD1602_EN = 0;
}
(4)写入数据实现
void lcd1602_write_data(u8 dat){
// 使能
LCD1602_EN = 0;
// 写入数据
LCD1602_RS = 1;
// 写入模式
LCD1602_RW = 0;
// 数据口
LCD1602_DATAPORT = dat;
delay_ms(1);
// EN上升沿
LCD1602_EN = 1;
// 延时
delay_ms(1);
// EN下降沿
LCD1602_EN = 0;
}
(5)清屏函数
/**
* @brief 清屏
*/
void lcd1602_clear(void){
lcd1602_write_cmd(0x01);
}
(6)写入字符串
/**
* 向LCD1602显示器写入一个字符串
* @param str 要写入的字符串,以null结尾
*/
void lcd1602_write_string(u8 x, u8 y, u8 *str){
u8 addr;
// 显示到第几个字符
u8 i = 0;
// 判断x,y变量的有效性
if(x > 15 || y > 1){
return;
}
// 第一行
if (y == 0){
addr = 0x80 + x;
}else{
addr = 0xc0 + x;
}
lcd1602_write_cmd(addr);
while(*str){
if(i > 15 && y==0){
addr = 0xc0 + x;
i=0;
lcd1602_write_cmd(addr);
}else if(i>15 && y ==1){
break;
}
i++;
lcd1602_write_data(*str++);
}
}
(7)主函数main.c
#include "led_utils.h"
#include "ired_utils.h"
#include "segment_display_utils.h"
#include "uart_utils.h"
#include "lcd1602_utils.h"
/**
* @brief 主函数
*/
void main()
{
// 关闭所有led
led_all_off();
// 速率 9600
uart_init(0xfa);
lcd1602_init();
lcd1602_clear();
lcd1602_write_string(0, 0, "Hello World! Who are you?");
while(1)
{
}
}
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