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ledled_all_off();// 速率 9600uart_init(0xfa);lcd1602_init();lcd1602_clear();lcd1602_write_string(0, 0, "Hello World! Who are you?");while(1){}
}本文代码开源地址：
https://gitee.com/xundh/learn51.git
