1LCD 1602簡介
LCD1602可顯示兩行，每行16個字符，不能顯示漢字。16腳的LCD 1602帶背光，14腳的不帶背光。
2LCD1602 端口引腳
不一一記錄手冊上面是咋個描述LCD 1602的了。記錄一下操作過程，下圖是LCD 1602在51單片機上面的連線。
圖1 LCD 與單片機接線圖
D0-D7引腳連接在單片機的P0端口。
[plain] view plaincopyprint?LCD_RS = P1^0;
LCD_RW = P1^1;
LCD_EN = P2^5;
查看LCD 1602手冊，得到LCD引腳組合的含義如下：
表格1：LCD操作模式
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模式 |
輸入 |
輸出 |
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讀狀態(tài) |
RS=0,RW=H,EN為高變低脈沖 |
輸出:D0~D7個狀態(tài)值 |
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讀數(shù)據(jù) |
RS=1,RW=1,EN為高變低脈沖 |
輸出:無 |
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寫指令 |
RS=0,RW=0,D0--D7=數(shù)據(jù),EN由高脈沖變?yōu)榈兔}沖 |
輸出D0--D7狀態(tài)值 |
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寫數(shù)據(jù) |
RS=1, RW=0, D0--D7=數(shù)據(jù)，EN由高脈沖變?yōu)榈兔}沖 |
輸出D0--D7狀態(tài)值 |
可以參照圖1的接線圖對這些模式和輸入輸出做出相應(yīng)的理解。模式、輸入都是跟單片機I/O端口相連的端口。輸出是使LCD顯示的內(nèi)容。在編寫程序時，可以先設(shè)置LCD顯示內(nèi)容的格式(初始化LCD)，然后再對LCD進行讀寫操作。這些過程由LCD跟單片機相連的I/O端口來完成。
3LCD 1602的操作時序
查看LCD 1602手冊，以LCD寫操作時序為例記錄在對LCD操作的過程中需要注意到的延遲語句的編寫，否則可能導(dǎo)致對LCD的操作失敗。
圖2 LCD的寫操作時序
根據(jù)表一LCD的操作時序可知，在RS，RW，E(N)，DB7.0(D0-D7)滿足一定時序的高低電平條件時就可以對LCD進行寫操作。變化都不是瞬間的，在對RS等置高置低時，RS等變高變低有一個下劃的過度時間，如果這種過渡的時間超過單片機內(nèi)一條或幾條指令的執(zhí)行時間，則這種時序就有可能會被錯開。如現(xiàn)在對LCD進行寫操作，將RS置高，RW置低，準備好DB7.0數(shù)據(jù)，E由高變低等操作由以下代碼完成：
[plain] view plaincopyprint?LCD_RS = 1;
LCD_RW = 0;
DB7_0 = ‘A’;
LCD_EN = 1;
LCD_EN = 0;
RS在高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器，在低電平時選擇指令寄存器。
RW在高電平時進行讀操作，在低電平時進行寫操作。
E(N)為使能端，當E(N)端由高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r，LCD模塊執(zhí)行命令。
DB7.0為8位雙向數(shù)據(jù)。
其中LCD_RS等都是單片機控制LCD RS等端口的引腳，如果(^-^)只有RS端徹底變?yōu)?的時間超過以上的所有代碼執(zhí)行時間，則在E低脈沖到來之時，RS還是低電平，所以由于RS的電平不滿足條件對LCD的寫操作將會失敗。當然，傳說LCD的電平變化時間比指令執(zhí)行時間快，但是為了可靠穩(wěn)定，在程序中肯定需要等待對應(yīng)的端口徹底變?yōu)樾枰娖綍r再寫其它端口的值。就這么等待太長時間肯定是會為程序的執(zhí)行結(jié)果帶來影響，只需要等待端口的電平能完全變化的時間即可。手冊中有說明的：
圖3 LCD初始化圖
雖然需要等待的時間對于人類來說實在是可以忽略不計，但在LCD類中來說卻是必須的。如果沒有這些等待，那么就有可能遇不到LCD與你寫入內(nèi)容的邂逅或者出現(xiàn)偶爾成功偶爾失敗的場景。
在每次讀/寫指令后都應(yīng)該等待一段時間來等待LCD 端口電平的徹底變化，可用keil軟件模擬一段時間，用5ms(等待時間小于5ms者)等時間代替需要等待的時間都是可以的。
4 LCD1602的指令集 相關(guān)
LCD指令集筆記
在LCD 1602指令集中，對LCD來說有四種意思：
(1) RS和RW都為0時表示對LCD寫指令操作，包括寫入LCD的顯示模式和設(shè)定LCD地址的指令。.顯示模式包括清屏、地址歸為、顯示狀態(tài)、進入點設(shè)定、功能設(shè)定、游標顯示模式操作;關(guān)于地址的操作包括設(shè)定CGRAM地址、設(shè)定DDRAM地址。
(2) 當RS=0,RW=1時，表示讀LCD狀態(tài)，此時可以讀取LCD忙信號，同時可以讀取地址計數(shù)器的值。忙信號的狀態(tài)用來確定LCD內(nèi)部動作是否完成，若在LCD內(nèi)部出于忙狀態(tài)時對LCD進行讀寫操作將會失敗。
(3)當RS=1時，若RW=0表示寫數(shù)據(jù)操作，若RW=1表示讀數(shù)據(jù)操作。
CGRAM
CGRAM為LCD模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器，里面存了不同的點陣字符圖形，包括阿拉伯數(shù)字，英文大小寫字符等。每個字符都有一個固定的代碼，如‘A’的代碼是01000001,(41H)，需要顯示‘A’時只需要將地址為41H中的點陣圖形顯示出來就可以看見‘A’了。具體字符點陣圖查看手冊為全宜。
LCD1602顯示屏內(nèi)部顯示地址表
輸入顯示字符地址，也就是告訴LCD在哪里顯示字符。LCD供兩行，第一行可立即顯示字符的地址為00H—0FH，第二行可立即顯示字符的地址為40H—67H，如果在其它地址中顯示字符，需要通過移屏指令[00011000：整屏左移光標跟著移動; 00011100：整屏右移光標跟著移動]將它們移入可顯示區(qū)域方可正確顯示。當要在00H處顯示字符時，寫入的地址應(yīng)為00H + 80H(因為置LCD顯示位置時要求D7位始終為1，手冊中‘置數(shù)據(jù)存儲器地址’指令)
5 LCD 1602程序編寫
LCD初始化
[plain] view plaincopyprint?//----------------------- ---------
//寫命令，初始化端口設(shè)置LCD顯示模式
//----------------------- ---- ----
void LCD_mode_init()
{
LCD_EN = L;
//等待LCD電路完全接通
delay_ms( DELAY_TIME_FOR_INIT );
//P0= 00111000設(shè)置16x2顯示，5x7點庫，8位數(shù)據(jù)端口
write_command( 0x38 );
delay_ms( DELAY_TIME );
//LCD開顯示，顯示光標，光標閃爍
write_command( 0x0f );
//讀寫字符后地址指針、光標加1，整屏顯示不移動
write_command( 0x06 );
//清顯示，便對LCD寫入
write_command( 0x01 );
}
根據(jù)圖3，當LCD電路接通之時，需要用約15ms的時間來讓LCD VDD電壓達4.5V,雖然在開啟單片機電源的時候程序還未執(zhí)行到初始化程序就已經(jīng)過了15ms讓LCD VDD電源達4.5V。但也有可能程序中只包含了LCD程序，初始化被放在了最前面，15ms的時間足以讓單片機運行很多指令了(可以由單片機的機器周期和一條指令執(zhí)行的機器周期數(shù)比較一下)，為了防止在LCDVDD電源未達4.5V時單片機程序已經(jīng)執(zhí)行到設(shè)置LCD顯示模式的指令，就在進入LCD初始化程序時等待15ms的時間，讓LCD電源初始化完畢。
寫指令
[plain] view plaincopyprint?//-------- -----
//寫命令
//--------- ----
void write_command( uchar command )
{
while( lcd_busy() );
LCD_RS = L;
LCD_RW = L;
delay_ms(DELAY_TIME);
P0 = command;
//等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定
delay_ms(DELAY_TIME);
LCD_EN = H;
//讓使能位保持到一，負脈沖跳變
delay_ms( DELAY_TIME );
LCD_EN = L;
delay_ms( DELAY_TIME );[!--empirenews.page--]
}
寫指令前首先要檢查LCD內(nèi)部操作是否已經(jīng)完成，LCD的BF位(D7)為高電平表示忙，為低電平表示空閑。同理，在對每一個端口設(shè)置高低電平后，同樣需要一段時間來等待電平的徹底變化。
寫數(shù)據(jù)
[plain] view plaincopyprint?//-----------------------
//寫數(shù)據(jù)，寫LCD顯示內(nèi)容
//-----------------------
void write_data( uchar wdata )
{
while( lcd_busy() );
LCD_RS = H;
LCD_RW = L;
LCD_EN = L;
P0 = wdata;
//等待DB0-DB7數(shù)據(jù)穩(wěn)定
delay_ms( DELAY_TIME );
LCD_EN = H;
//讓使能位充分達到1
delay_ms( DELAY_TIME );
LCD_EN = L;
delay_ms( DELAY_TIME );
}
檢測LCD忙信號
[plain] view plaincopyprint?//--------------------
//檢測LCD的忙信號
//--------------------
bit lcd_busy()
{
bit result;
LCD_RS = 0;
LCD_RW = 1;
LCD_EN = 1;
delay_ms( DELAY_TIME );
result = (bit)(P0&0x80);
LCD_EN = 0;
return result;
}
在檢測LCD忙信號的同時，還可以設(shè)置一下原本該低或該高的位的狀態(tài)。P0端口是連接到D0—D6端口的I/O引腳，0x80就是用來檢測D7位狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
延遲函數(shù)
[plain] view plaincopyprint?//-------- -----
//延遲函數(shù)
//--------- ----
void delay_ms( uint ms )
{
uint i, j;
for(i = ms; i > 0; i--){
for(j = 110; j > 0; j--){
;
}
}
}
根據(jù)單片機的晶振和keil執(zhí)行指令的時間計算，以上延遲函數(shù)約延遲ms 毫秒的時間。DELAY_TIME的宏值為5，表示延遲5毫秒的時間。LCD有的端口不需要延遲這么長的時間，這個可以調(diào)試到適合相應(yīng)端口最適合的延遲時間即可。借助手冊和枚舉調(diào)試法。
運行結(jié)果
將初始化函數(shù)放置在main函數(shù)中后，將LCD的顯示地址設(shè)置在第一行第一列(此指令在寫指令集中，可調(diào)用write_command( 0x80)來完成)，然后寫字符到LCD第一行中。再將顯示地址跳到第二行，地址后移需要顯示字符傳長度個單位，寫入顯示的字符傳，對整個屏幕移位(由寫指令集中指令完成，移字符傳長度那么多位，移完一個停留的時間需要長點，如200ms左右的時間)。
然后讓程序等待，只為LCD操作演示^-^。
程序的效果為：首先在第一行顯示了指定的字符串。當移入第二行字符串時，由于是整個屏幕的移動，所以第一行字符串也隨之移入了屏幕的左邊。
現(xiàn)將兩行的字符串顯示在LCD屏幕之上，不采取移動的操作。
6 總結(jié)
電平變化時不是瞬間的，需要用延遲函數(shù)來等待相應(yīng)位徹底的編程預(yù)期的電平。這是跟寫其它程序的一個區(qū)別。每逢遇到對硬件引腳電平的置位時，都需要結(jié)合手冊看看對應(yīng)引腳的靈敏度，若高出指令執(zhí)行時間徐許多數(shù)量級就不用延遲語句，否則應(yīng)當考慮用延遲語句來等待。應(yīng)該走進硬件的操作時序世界中去才能編寫好它們的程序。
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