AVR單片機控制LCD1602液晶顯示

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以上是LCD1602的圖片，這是市面上大多數使用的。LCD1602已很普遍了，市面上字符液晶絕大多數是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此HD44780寫(xiě)的控制程序可以很方便地應用于市面上大部分的字符型液晶。字符型LCD通常有14條引腳線(xiàn)或16條引腳線(xiàn)的LCD，多出來(lái)的2條線(xiàn)是背光電源線(xiàn)VCC(15腳)和地線(xiàn)GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣

字符型LCD的引腳定義如下：

圖1

HD44780內置了DDRAM、CGROM和CGRAM。

DDRAM就是顯示數據RAM，用來(lái)寄存待顯示的字符代碼。共80個(gè)字節，其地址和屏幕的對應關(guān)系如下表：

圖2：

也就是說(shuō)想要在LCD1602屏幕的第一行第一列顯示一個(gè)"A"字,就要向DDRAM的00H地址寫(xiě)入“A”字的代碼就行了。但具體的寫(xiě)入是要按LCD模塊的指令格式來(lái)進(jìn)行的，后面我會(huì )說(shuō)到的。那么一行可有40個(gè)地址呀？是的，在1602中我們就用前16個(gè)就行了。第二行也一樣用前16個(gè)地址。對應如下：

DDRAM地址與顯示位置的對應關(guān)系

圖3

我們知道文本文件中每一個(gè)字符都是用一個(gè)字節的代碼記錄的。一個(gè)漢字是用兩個(gè)字節的代碼記錄。在PC上我們只要打開(kāi)文本文件就能在屏幕上看到對應的字符是因為在操作系統里和BIOS里都固化有字符字模。什么是字模？就代表了是在點(diǎn)陣屏幕上點(diǎn)亮和熄滅的信息數據。例如“A”

字的字模：

01110　　　　　○■■■○

10001　　　　　■○○○■

10001　　　　　■○○○■

10001　　　　　■○○○■

11111　　　　　■■■■■

10001　　　　　■○○○■

10001　　　　　■○○○■

上圖左邊的數據就是字模數據，右邊就是將左邊數據用“○”代表0，用“■”代表1?？闯鍪莻€(gè)“A”字了嗎？在文本文件中“A”字的代碼是41H，PC收到41H的代碼后就去字模文件中將代表A字的這一組數據送到顯卡去點(diǎn)亮屏幕上相應的點(diǎn)，你就看到“A”這個(gè)字了。

剛才我說(shuō)了想要在LCD1602屏幕的第一行第一列顯示一個(gè)"A"字,就要向DDRAM的00H地址寫(xiě)入“A”字的代碼41H就行了，可41H這一個(gè)字節的代碼如何才能讓LCD模塊在屏幕的陣點(diǎn)上顯示“A”字呢？同樣，在LCD模塊上也固化了字模存儲器，這就是CGROM和CGRAM。HD44780內置了192個(gè)常用字符的字模，存于字符產(chǎn)生器CGROM(Character Generator ROM)中，另外還有8個(gè)允許用戶(hù)自定義的字符產(chǎn)生RAM，稱(chēng)為CGRAM(Character Generator RAM)。下圖說(shuō)明了CGROM和CGRAM與字符的對應關(guān)系。

圖4：

從上圖可以看出，“A”字的對應上面高位代碼為0100，對應左邊低位代碼為0001，合起來(lái)就是01000001，也就是41H?？梢?jiàn)它的代碼與我們PC中的字符代碼是基本一致的。因此我們在向DDRAM寫(xiě)C51字符代碼程序時(shí)甚至可以直接用P1＝A這樣的方法。PC在編譯時(shí)就把“A”先轉為41H代碼了。

字符代碼0x00～0x0F為用戶(hù)自定義的字符圖形RAM(對于5X8點(diǎn)陣的字符，可以存放8組，5X10點(diǎn)陣的字符，存放4組)，就是CGRAM了。后面我會(huì )詳細說(shuō)的。

0x20～0x7F為標準的ASCII碼，0xA0～0xFF為日文字符和希臘文字符，其余字符碼(0x10～0x1F及0x80～0x9F)沒(méi)有定義。

那么如何對DDRAM的內容和地址進(jìn)行具體操作呢，下面先說(shuō)說(shuō)HD44780的指令集及其設置說(shuō)明，請瀏覽該指令集，并找出對DDRAM的內容和地址進(jìn)行操作的指令。

共11條指令：

1. 清屏指令

圖5

功能： <1> 清除液晶顯示器，即將DDRAM的內容全部填入"空白"的ASCII碼20H;

<2> 光標歸位，即將光標撤回液晶顯示屏的左上方;

<3> 將地址計數器(AC)的值設為0。

2. 光標歸位指令

圖6

功能： <1> 把光標撤回到顯示器的左上方;

<2> 把地址計數器(AC)的值設置為0;

<3> 保持DDRAM的內容不變。

3.進(jìn)入模式設置指令

圖7

功能：設定每次定入1位數據后光標的移位方向，并且設定每次寫(xiě)入的一個(gè)字符是否移動(dòng)。參數設定的

情況如下所示：

位名 設置

I/D 0=寫(xiě)入新數據后光標左移 1=寫(xiě)入新數據后光標右移

S 0=寫(xiě)入新數據后顯示屏不移動(dòng) 1=寫(xiě)入新數據后顯示屏整體右移1個(gè)字符

4.顯示開(kāi)關(guān)控制指令

圖8

功能：控制顯示器開(kāi)/關(guān)、光標顯示/關(guān)閉以及光標是否閃爍。參數設定的情況如下：

位名 設置

D 0=顯示功能關(guān) 1=顯示功能開(kāi)

C 0=無(wú)光標 1=有光標

B 0=光標閃爍 1=光標不閃爍

5.設定顯示屏或光標移動(dòng)方向指令

圖9

功能：使光標移位或使整個(gè)顯示屏幕移位。參數設定的情況如下：

S/C R/L 設定情況

0 0 光標左移1格，且AC值減1

0 1 光標右移1格，且AC值加1

1 0 顯示器上字符全部左移一格，但光標不動(dòng)

1 1 顯示器上字符全部右移一格，但光標不動(dòng)

6.功能設定指令

圖10

功能：設定數據總線(xiàn)位數、顯示的行數及字型。參數設定的情況如下：

位名 設置

DL 0=數據總線(xiàn)為4位 1=數據總線(xiàn)為8位

N 0=顯示1行 1=顯示2行

F 0=5×7點(diǎn)陣/每字符 1=5×10點(diǎn)陣/每字符

7.設定CGRAM地址指令

圖11

功能：設定下一個(gè)要存入數據的CGRAM的地址。

8.設定DDRAM地址指令

圖12

功能：設定下一個(gè)要存入數據的CGRAM的地址。

9.讀取忙信號或AC地址指令

圖13

功能：<1> 讀取忙碌信號BF的內容，BF=1表示液晶顯示器忙，暫時(shí)無(wú)法接收單片機送來(lái)的數據或指令;

當BF=0時(shí)，液晶顯示器可以接收單片機送來(lái)的數據或指令;

<2> 讀取地址計數器(AC)的內容。

10.數據寫(xiě)入DDRAM或CGRAM指令一覽

圖14

功能：<1> 將字符碼寫(xiě)入DDRAM，以使液晶顯示屏顯示出相對應的字符;

<2> 將使用者自己設計的圖形存入CGRAM。

11.從CGRAM或DDRAM讀出數據的指令一覽

圖15

功能：讀取DDRAM或CGRAM中的內容。

基本操作時(shí)序：

讀狀態(tài) 輸入：RS=L，RW=H，E=H 輸出：DB0～DB7=狀態(tài)字

寫(xiě)指令 輸入：RS=L，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=指令碼 輸出：無(wú)

讀數據 輸入：RS=H，RW=H，E=H 輸出：DB0～DB7=數據

寫(xiě)數據 輸入：RS=H，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=數據 輸出：無(wú)

下圖為讀寫(xiě)操作時(shí)序：上圖為讀，下圖為寫(xiě)

二、硬件原理圖

本實(shí)例中我們將液晶的RS接PD4,RW接PD5,EN接PD6,PB口作為數據口.用的是AVR Atmega16芯片。

三、程序設計

//==================LCD1602顯示程序=====================//

//=======作者：痞子飛 詳情請進(jìn)：http://q.163.com/longfei-mcu/

//=======MCU:ATMEGA16

//=======時(shí)間：2010.5.25

//=======功能：在液晶上顯示W(wǎng)elcom to WWW.Longfei-MCU=====//

//頭文件包含

#include <avr/io.h> //io端口寄存器配置文件

#include //GCC中的延時(shí)函數頭文件

#define uchar unsigned char

//端口位定義

#define RS PD4 //數據/命令控制端 0寫(xiě)命令，1寫(xiě)數據

#define RW PD5

#define EN PD6 //使能端下降沿讀，高電平寫(xiě)

/*****************寫(xiě)入命令函數***************/

void write_command(uchar command)

{

PORTD&=~(1<

PORTD&=~(1<

PORTD|=(1<

_delay_ms(5);

PORTB=command;

PORTD&=~(1<

_delay_ms(5);

}

/*****************寫(xiě)入數據函數***************/

void write_data(uchar data)

{

PORTD |= (1 << RS); //RS=1，寫(xiě)數據

PORTD&=~(1<

PORTD|=(1<

_delay_ms(5);

PORTB=data;

PORTD&=~(1<

_delay_ms(5);

}

/*****************LCD初始化***************/

void LCD_Init()

{

write_command(0X01); //清屏

_delay_ms(5);

write_command(0X38); //顯示模式設置 16x2顯示，5x7點(diǎn)陣，8位數據接口

_delay_ms(5);

write_command(0X0f); //顯示開(kāi)關(guān)控制，開(kāi)顯示，光標顯示，光標閃爍

//write_command(0X0c); //顯示開(kāi)關(guān)控制，開(kāi)顯示，光標不顯示，光標不閃爍

_delay_ms(5);

write_command(0X06); //光標設置，讀或寫(xiě)一個(gè)字符后，地址指針加一，光標加一，整屏不移動(dòng)

_delay_ms(5);

}

//*****************設置顯示位置函數**********************//

void Location(uchar x,uchar y)

{

uchar address;

if(y==1)

{

address=0x80+x;

}

else

address=0xc0+x;

write_command(address);

}

/****************寫(xiě)入字節函數**************/

void display_char(uchar X,uchar Y,uchar c)

{

Location(X,Y);

write_data(c);

}

/**************顯示字符串函數**************/

void display_string(uchar X,uchar Y,uchar *s)

{

Location( X, Y );

while (*s)

{

write_data(*s);

s ++;

}

}

/***************端口初始化***************/

void PORT_Init()

{

DDRB=0XFF;

PORTB=0XFF;

DDRD=0XFF;

PORTD=0XFF;

}

//=================主程序================//

int main()

{

uchar i,*p;

PORT_Init();

LCD_Init();

while(1)

{

i=1;

p = "WWW.Longfei-MCU";

display_string(2,1,"Welcome to");

_delay_ms(200);

while(*p)

{

display_char(i,0,*p);

i++;

p++;

_delay_ms(200);

}

_delay_ms(200);

}

}