51单片机--LCD1602

news2024/12/20 20:14:33

LCD1602的介绍

LCD1602是一种字符型液晶显示模块，通常用于嵌入式系统、单片机等领域。它由LCD（液晶显示屏）、HD44780控制驱动主电路及其扩展驱动电路、少量电阻、电容元件等组成。
在这里插入图片描述
LCD1602具有以下特点和功能：

  1. 显示能力：LCD1602可以同时显示两行，每行16个字符，共32个字符。
  2. 控制接口：通常使用8位数据总线D0-D7、RS、R/W、EN三个控制端口进行控制。
  3. 工作电压：一般工作电压为5V。
  4. 显示原理：利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，从而显示出字符和简单图形。
  5. 硬件参数：LCD1602主要参数包括工作温度范围、显示区域尺寸、像素尺寸、视角等。
  6. 引脚功能：LCD1602的引脚包括VCC（电源正极）、GND（电源负极）、V0（液晶对比度调节）、RS（寄存器选择）、R/W（读/写选择）、EN（使能）、D0-D7（数据总线）、A（背光正极）、K（背光负极）等。

在这里插入图片描述

工作原理

LCD1602使用HD44780芯片作为控制器，通过与主控芯片（如单片机或微处理器）进行通信来控制液晶显示屏。

工作时，主控芯片向LCD1602发送命令和数据。在发送之前，需要设置RS引脚的电平来区分是发送命令还是发送数据。当RS为高电平时，表示发送的是数据；当RS为低电平时，表示发送的是命令。通过设置RW引脚的电平来区分是写入操作还是读取操作，当RW为高电平时，表示读取操作；当RW为低电平时，表示写入操作；

这里的数据输入是并行输入，操作就是直接将数据传入P0寄存器即可；

在发送命令或数据后，需要通过控制引脚中的E引脚来触发LCD1602对命令或数据进行处理。通过设置E引脚的上升沿或下降沿触发，将数据写入液晶单元并显示相应的内容。

此外，LCD1602通常还包含背光引脚，用于控制显示屏背光的开关。通过控制背光引脚的电平，可以使LCD1602的显示内容在不同的光照条件下更好地被观察到。

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上图是内部的大致存储结构；上面说过这是一块字符型的LCD模块；我们输入的数字或者字符，都将通过ASCII码值的转换在字模库中找出对应的码值然后在屏幕进行显示；
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时序结构

在这里插入图片描述
在时序结构中，我们要做有写数据和写指令的操作；
写指令：RS引脚置于高电平，表示要选择指令；RW置于低电平，表示选择写入；然后将对应的数据给到P0寄存器；最后将使能置高电平，置完需要进行延迟1ms；

输入的数据由控制器芯片将信号传递给液晶模块的每个像素点。延迟操作可以确保驱动信号在传递过程中达到稳定状态；当然LCD1602的也需要一定的响应时间。

写数据：将RS引脚置于低电平，其他操作与写指令一致；

代码：

//引脚定义
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_E=P2^7;
#define LCD_DATAPORT P0

//延迟1ms函数
void Delay1ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j;

	_nop_();
	i = 2;
	j = 199;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
}
	
//LCD1602写入指令
void LCD_WriteCommand(unsigned char Command)
{
	LCD_RS=0;
	LCD_RW=0;
	LCD_DATAPORT=Command;
	LCD_E=1;
	Delay1ms();
	LCD_E=0;
	Delay1ms();
}

//LCD1602写入数据
void LCD_WriteData(unsigned char Data)
{
	LCD_RS=1;
	LCD_RW=0;
	LCD_DATAPORT=Data;
	LCD_E=1;
	Delay1ms();
	LCD_E=0;
	Delay1ms();
}

LCD1602操作流程

在这里插入图片描述
这里我们只进行初始化和字符显示操作；
初始化：通过写入命令的操作，进行初始化；

void LCD_Init()
{
	LCD_WriteCommand(0x38);//功能设置：八位数据接口两行显示
	LCD_WriteCommand(0x0c);//显示开，光标关，闪烁关
	LCD_WriteCommand(0x06);//读数据，写入操作后，光标自动加一
	LCD_WriteCommand(0x01);//清屏操作
	
}

字符显示：将DDRAM的地址与写入的行列位置进行按位或，找到对应光标位置；

void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned char Char)
{
	if(Line==1)
	{
		LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1));//0x80|AC	,设置光标位置
	}
	else
	{
		LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1)+0x40);
	}
	LCD_WriteData(Char);//写入数据，一个字符一个字符进行写入
}

原代码

LCD1602.h

#ifndef __LCD1602_H__
#define __LCD1602_H__

LCD_Init();
LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned char Char);
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned char* String);
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Colunm,unsigned int Number,unsigned char lenth);
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char lenth);
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Lenth);
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Lenth);
#endif

LCD1602.c

#include <REGX52.H>
#include<INTRINS.H>
//引脚定义
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_E=P2^7;
#define LCD_DATAPORT P0

//延迟函数
void Delay1ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j;

	_nop_();
	i = 2;
	j = 199;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
}
	
//LCD1602写命令
void LCD_WriteCommand(unsigned char Command)
{
	LCD_RS=0;
	LCD_RW=0;
	LCD_DATAPORT=Command;
	LCD_E=1;
	Delay1ms();
	LCD_E=0;
	Delay1ms();
}

//LCD1602写数据
void LCD_WriteData(unsigned char Data)
{
	LCD_RS=1;
	LCD_RW=0;
	LCD_DATAPORT=Data;
	LCD_E=1;
	Delay1ms();
	LCD_E=0;
	Delay1ms();
}

//LCD1602初始化函数
void LCD_Init()
{
	LCD_WriteCommand(0x38);
	LCD_WriteCommand(0x0c);
	LCD_WriteCommand(0x06);
	LCD_WriteCommand(0x01);
	
}

//LCD1602设置位置
void LCD_SetCursor(unsigned char Line,unsigned char Column)
{
	if(Line==1)
	{
		LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1));
	}
	else
	{
		LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1)+0x40);
	}
}

//LCD1602显示字符
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned char Char)
{
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	LCD_WriteData(Char);
}

//LCD1602显示字符串
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned char* String)
{
	unsigned char i;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	//利用循环将一个个字符进行写入，光标会自动加一
	for(i=0;String[i]!='\0';i++)//字符串的终止字符'\0'
	{
		LCD_WriteData(String[i]);
	}
}

//返回值=X的Y次方
int LCD_Pow(int X,int Y)
{
	unsigned char i;
	int Result=1;
	for(i=0;i<Y;i++)
	{
		Result*=X;
	}
	return Result;
}

//LCD1602显示数字
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char lenth)
{
	unsigned char i;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	for(i=lenth;i>0;i--)
	{
		LCD_WriteData('0'+Number/LCD_Pow(10,i-1)%10);
		//通过除和取余进行取数字对应的位数
		//由于取得是ASCII码值，对应的数字前面需要增加'0'字符
	}
}

//显示有符号十进制所给数字
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char lenth)
{
	unsigned char i;
	unsigned int Number1;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	if(Number>=0)
	{
		LCD_WriteData('+');
		Number1=Number;
	}
	else
	{
		LCD_WriteData('-');
		Number1=-Number;
	}
	for(i=lenth;i>0;i--)
	{
		LCD_WriteData('0'+Number/LCD_Pow(10,i-1)%10);
	}
}

//显示以十六进制所给的数字
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Lenth)
{
	unsigned char i;
	unsigned char SingleNumber;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	for(i=Lenth;i>0;i--)
	{
		SingleNumber=Number/LCD_Pow(16,i-1)%16;
		if(SingleNumber<10)
		{
			LCD_WriteData('0'+SingleNumber);
		}
		else
		{
			LCD_WriteData('A'+SingleNumber-10);
		}
	}
	
}

//在LCD1602位置显示二进制数字
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Lenth)
{
	unsigned char i;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	for(i=Lenth;i>0;i--)
	{
		LCD_WriteData('0'+Number/LCD_Pow(2,i-1)%2);
	}
}

main.c

#include <REGX52.H>
#include"LCD1602.h"

void main()
{
	
	LCD_Init();
	LCD_ShowBinNum(1,1,10,4);
	LCD_ShowHexNum(1,6,255,3);
	LCD_ShowNum(2,1,789,4);
}

对于main.c的内容，只是对LCD1602进行测试，读者可以自己进行对应的尝试；

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