AVR单片机控制LCD1602液晶显示

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以上是LCD1602的图片，这是市面上大多数使用的。LCD1602已很普遍了，市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC(15脚)和地线GND(16脚)，其控制原理与14脚的LCD完全一样

字符型LCD的引脚定义如下：

图1

HD44780内置了DDRAM、CGROM和CGRAM。

DDRAM就是显示数据RAM，用来寄存待显示的字符代码。共80个字节，其地址和屏幕的对应关系如下表：

图2：

也就是说想要在LCD1602屏幕的第一行第一列显示一个"A"字,就要向DDRAM的00H地址写入“A”字的代码就行了。但具体的写入是要按LCD模块的指令格式来进行的，后面我会说到的。那么一行可有40个地址呀？是的，在1602中我们就用前16个就行了。第二行也一样用前16个地址。对应如下：

DDRAM地址与显示位置的对应关系

图3

我们知道文本文件中每一个字符都是用一个字节的代码记录的。一个汉字是用两个字节的代码记录。在PC上我们只要打开文本文件就能在屏幕上看到对应的字符是因为在操作系统里和BIOS里都固化有字符字模。什么是字模？就代表了是在点阵屏幕上点亮和熄灭的信息数据。例如“A”

字的字模：

01110　　　　　○■■■○

10001　　　　　■○○○■

10001　　　　　■○○○■

10001　　　　　■○○○■

11111　　　　　■■■■■

10001　　　　　■○○○■

10001　　　　　■○○○■

上图左边的数据就是字模数据，右边就是将左边数据用“○”代表0，用“■”代表1。看出是个“A”字了吗？在文本文件中“A”字的代码是41H，PC收到41H的代码后就去字模文件中将代表A字的这一组数据送到显卡去点亮屏幕上相应的点，你就看到“A”这个字了。

刚才我说了想要在LCD1602屏幕的第一行第一列显示一个"A"字,就要向DDRAM的00H地址写入“A”字的代码41H就行了，可41H这一个字节的代码如何才能让LCD模块在屏幕的阵点上显示“A”字呢？同样，在LCD模块上也固化了字模存储器，这就是CGROM和CGRAM。HD44780内置了192个常用字符的字模，存于字符产生器CGROM(Character Generator ROM)中，另外还有8个允许用户自定义的字符产生RAM，称为CGRAM(Character Generator RAM)。下图说明了CGROM和CGRAM与字符的对应关系。

图4：

从上图可以看出，“A”字的对应上面高位代码为0100，对应左边低位代码为0001，合起来就是01000001，也就是41H。可见它的代码与我们PC中的字符代码是基本一致的。因此我们在向DDRAM写C51字符代码程序时甚至可以直接用P1＝A这样的方法。PC在编译时就把“A”先转为41H代码了。

字符代码0x00～0x0F为用户自定义的字符图形RAM(对于5X8点阵的字符，可以存放8组，5X10点阵的字符，存放4组)，就是CGRAM了。后面我会详细说的。

0x20～0x7F为标准的ASCII码，0xA0～0xFF为日文字符和希腊文字符，其余字符码(0x10～0x1F及0x80～0x9F)没有定义。

那么如何对DDRAM的内容和地址进行具体操作呢，下面先说说HD44780的指令集及其设置说明，请浏览该指令集，并找出对DDRAM的内容和地址进行操作的指令。

共11条指令：

1. 清屏指令

图5

功能： <1> 清除液晶显示器，即将DDRAM的内容全部填入"空白"的ASCII码20H;

<2> 光标归位，即将光标撤回液晶显示屏的左上方;

<3> 将地址计数器(AC)的值设为0。

2. 光标归位指令

图6

功能： <1> 把光标撤回到显示器的左上方;

<2> 把地址计数器(AC)的值设置为0;

<3> 保持DDRAM的内容不变。

3.进入模式设置指令

图7

功能：设定每次定入1位数据后光标的移位方向，并且设定每次写入的一个字符是否移动。参数设定的

情况如下所示：

位名 设置

I/D 0=写入新数据后光标左移 1=写入新数据后光标右移

S 0=写入新数据后显示屏不移动 1=写入新数据后显示屏整体右移1个字符

4.显示开关控制指令

图8

功能：控制显示器开/关、光标显示/关闭以及光标是否闪烁。参数设定的情况如下：

位名 设置

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

图9

功能：使光标移位或使整个显示屏幕移位。参数设定的情况如下：

S/C R/L 设定情况

0 0 光标左移1格，且AC值减1

0 1 光标右移1格，且AC值加1

1 0 显示器上字符全部左移一格，但光标不动

1 1 显示器上字符全部右移一格，但光标不动

6.功能设定指令

图10

功能：设定数据总线位数、显示的行数及字型。参数设定的情况如下：

位名 设置

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=5×7点阵/每字符 1=5×10点阵/每字符

7.设定CGRAM地址指令

图11

功能：设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。

8.设定DDRAM地址指令

图12

功能：设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。

9.读取忙信号或AC地址指令

图13

功能：<1> 读取忙碌信号BF的内容，BF=1表示液晶显示器忙，暂时无法接收单片机送来的数据或指令;

当BF=0时，液晶显示器可以接收单片机送来的数据或指令;

<2> 读取地址计数器(AC)的内容。

10.数据写入DDRAM或CGRAM指令一览

图14

功能：<1> 将字符码写入DDRAM，以使液晶显示屏显示出相对应的字符;

<2> 将使用者自己设计的图形存入CGRAM。

11.从CGRAM或DDRAM读出数据的指令一览

图15

功能：读取DDRAM或CGRAM中的内容。

基本操作时序：

读状态 输入：RS=L，RW=H，E=H 输出：DB0～DB7=状态字

写指令 输入：RS=L，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0～DB7=指令码 输出：无

读数据 输入：RS=H，RW=H，E=H 输出：DB0～DB7=数据

写数据 输入：RS=H，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0～DB7=数据 输出：无

下图为读写操作时序：上图为读，下图为写

二、硬件原理图

本实例中我们将液晶的RS接PD4,RW接PD5,EN接PD6,PB口作为数据口.用的是AVR Atmega16芯片。

三、程序设计

//==================LCD1602显示程序=====================//

//=======作者：痞子飞 详情请进：http://q.163.com/longfei-mcu/

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

//=======时间：2010.5.25

//=======功能：在液晶上显示Welcom to WWW.Longfei-MCU=====//

//头文件包含

#include <avr/io.h> //io端口寄存器配置文件

#include //GCC中的延时函数头文件

#define uchar unsigned char

//端口位定义

#define RS PD4 //数据/命令控制端 0写命令，1写数据

#define RW PD5

#define EN PD6 //使能端下降沿读，高电平写

/*****************写入命令函数***************/

void write_command(uchar command)

{

PORTD&=~(1<

PORTD&=~(1<

PORTD|=(1<

_delay_ms(5);

PORTB=command;

PORTD&=~(1<

_delay_ms(5);

}

/*****************写入数据函数***************/

void write_data(uchar data)

{

PORTD |= (1 << RS); //RS=1，写数据

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); //显示模式设置 16x2显示，5x7点阵，8位数据接口

_delay_ms(5);

write_command(0X0f); //显示开关控制，开显示，光标显示，光标闪烁

//write_command(0X0c); //显示开关控制，开显示，光标不显示，光标不闪烁

_delay_ms(5);

write_command(0X06); //光标设置，读或写一个字符后，地址指针加一，光标加一，整屏不移动

_delay_ms(5);

}

//*****************设置显示位置函数**********************//

void Location(uchar x,uchar y)

{

uchar address;

if(y==1)

{

address=0x80+x;

}

else

address=0xc0+x;

write_command(address);

}

/****************写入字节函数**************/

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

{

Location(X,Y);

write_data(c);

}

/**************显示字符串函数**************/

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);

}

}