LCD 1602 穩(wěn)定顯示

LCD1602可顯示兩行，每行16個(gè)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(cè)上面是咋個(gè)描述LCD 1602的了。記錄一下操作過(guò)程，下圖是LCD 1602在51單片機(jī)上面的連線。

圖1 LCD 與單片機(jī)接線圖

D0-D7引腳連接在單片機(jī)的P0端口。

LCD_RS	= P1^0;LCD_RW	= P1^1;LCD_EN	= P2^5;

查看LCD 1602手冊(cè)，得到LCD引腳組合的含義如下：

表格1：LCD操作模式

可以參照?qǐng)D1的接線圖對(duì)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(jī)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(shí)，可以先設(shè)置LCD顯示內(nèi)容的格式（初始化LCD），然后再對(duì)LCD進(jìn)行讀寫操作。這些過(guò)程由LCD跟單片機(jī)相連的I/O端口來(lái)完成。

3LCD 1602的操作時(shí)序

查看LCD 1602手冊(cè)，以LCD寫操作時(shí)序?yàn)槔涗浽趯?duì)LCD操作的過(guò)程中需要注意到的延遲語(yǔ)句的編寫，否則可能導(dǎo)致對(duì)LCD的操作失敗。

圖2 LCD的寫操作時(shí)序

根據(jù)表一LCD的操作時(shí)序可知，在RS，RW，E（N），DB7.0(D0-D7)滿足一定時(shí)序的高低電平條件時(shí)就可以對(duì)LCD進(jìn)行寫操作。變化都不是瞬間的，在對(duì)RS等置高置低時(shí)，RS等變高變低有一個(gè)下劃的過(guò)度時(shí)間，如果這種過(guò)渡的時(shí)間超過(guò)單片機(jī)內(nèi)一條或幾條指令的執(zhí)行時(shí)間，則這種時(shí)序就有可能會(huì)被錯(cuò)開(kāi)。如現(xiàn)在對(duì)LCD進(jìn)行寫操作，將RS置高，RW置低，準(zhǔn)備好DB7.0數(shù)據(jù)，E由高變低等操作由以下代碼完成：

LCD_RS	= 1;LCD_RW	= 0;DB7_0	= ‘A’;LCD_EN	= 1;LCD_EN	= 0;

RS在高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，在低電平時(shí)選擇指令寄存器。

RW在高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，在低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。

E（N）為使能端，當(dāng)E(N)端由高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，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(jī)控制LCD RS等端口的引腳，如果（^-^）只有RS端徹底變?yōu)?的時(shí)間超過(guò)以上的所有代碼執(zhí)行時(shí)間，則在E低脈沖到來(lái)之時(shí)，RS還是低電平，所以由于RS的電平不滿足條件對(duì)LCD的寫操作將會(huì)失敗。當(dāng)然，傳說(shuō)LCD的電平變化時(shí)間比指令執(zhí)行時(shí)間快，但是為了可靠穩(wěn)定，在程序中肯定需要等待對(duì)應(yīng)的端口徹底變?yōu)樾枰娖綍r(shí)再寫其它端口的值。就這么等待太長(zhǎng)時(shí)間肯定是會(huì)為程序的執(zhí)行結(jié)果帶來(lái)影響，只需要等待端口的電平能完全變化的時(shí)間即可。手冊(cè)中有說(shuō)明的：

圖3 LCD初始化圖

雖然需要等待的時(shí)間對(duì)于人類來(lái)說(shuō)實(shí)在是可以忽略不計(jì)，但在LCD類中來(lái)說(shuō)卻是必須的。如果沒(méi)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(chǎng)景。

在每次讀/寫指令后都應(yīng)該等待一段時(shí)間來(lái)等待LCD 端口電平的徹底變化，可用keil軟件模擬一段時(shí)間，用5ms（等待時(shí)間小于5ms者）等時(shí)間代替需要等待的時(shí)間都是可以的。

4 LCD1602的指令集 相關(guān)

4.1 LCD指令集筆記

在LCD 1602指令集中，對(duì)LCD來(lái)說(shuō)有四種意思：

（1）RS和RW都為0時(shí)表示對(duì)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(jìn)入點(diǎn)設(shè)定、功能設(shè)定、游標(biāo)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(dāng)RS=0,RW=1時(shí)，表示讀LCD狀態(tài)，此時(shí)可以讀取LCD忙信號(hào)，同時(shí)可以讀取地址計(jì)數(shù)器的值。忙信號(hào)的狀態(tài)用來(lái)確定LCD內(nèi)部動(dòng)作是否完成，若在LCD內(nèi)部出于忙狀態(tài)時(shí)對(duì)LCD進(jìn)行讀寫操作將會(huì)失敗。

（3）當(dāng)RS=1時(shí)，若RW=0表示寫數(shù)據(jù)操作，若RW=1表示讀數(shù)據(jù)操作。

4.2 CGRAM

CGRAM為L(zhǎng)CD模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器，里面存了不同的點(diǎn)陣字符圖形，包括阿拉伯?dāng)?shù)字，英文大小寫字符等。每個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，如‘A’的代碼是01000001,（41H），需要顯示‘A’時(shí)只需要將地址為41H中的點(diǎn)陣圖形顯示出來(lái)就可以看見(jiàn)‘A’了。具體字符點(diǎn)陣圖查看手冊(cè)為全宜。

4.3 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(guò)移屏指令[00011000：整屏左移光標(biāo)跟著移動(dòng)； 00011100：整屏右移光標(biāo)跟著移動(dòng)]將它們移入可顯示區(qū)域方可正確顯示。當(dāng)要在00H處顯示字符時(shí)，寫入的地址應(yīng)為00H + 80H（因?yàn)橹肔CD顯示位置時(shí)要求D7位始終為1，手冊(cè)中‘置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址’指令）

5 LCD 1602程序編寫

5.1 LCD初始化

//----------------------- ---------//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(diǎn)庫(kù)，8位數(shù)據(jù)端口write_command( 0x38 );delay_ms( DELAY_TIME );//LCD開(kāi)顯示，顯示光標(biāo)，光標(biāo)閃爍write_command( 0x0f );//讀寫字符后地址指針、光標(biāo)加1，整屏顯示不移動(dòng)write_command( 0x06 );//清顯示，便對(duì)LCD寫入write_command( 0x01 );}

根據(jù)圖3，當(dāng)LCD電路接通之時(shí)，需要用約15ms的時(shí)間來(lái)讓LCD VDD電壓達(dá)4.5V,雖然在開(kāi)啟單片機(jī)電源的時(shí)候程序還未執(zhí)行到初始化程序就已經(jīng)過(guò)了15ms讓LCD VDD電源達(dá)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(shí)間足以讓單片機(jī)運(yùn)行很多指令了（可以由單片機(jī)的機(jī)器周期和一條指令執(zhí)行的機(jī)器周期數(shù)比較一下），為了防止在LCDVDD電源未達(dá)4.5V時(shí)單片機(jī)程序已經(jīng)執(zhí)行到設(shè)置LCD顯示模式的指令，就在進(jìn)入LCD初始化程序時(shí)等待15ms的時(shí)間，讓LCD電源初始化完畢。

5.2 寫指令

//-------- -----//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(fù)脈沖跳變delay_ms( DELAY_TIME );LCD_EN	= L;delay_ms( DELAY_TIME );}

寫指令前首先要檢查L(zhǎng)CD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(duì)每一個(gè)端口設(shè)置高低電平后，同樣需要一段時(shí)間來(lái)等待電平的徹底變化。

5.3 寫數(shù)據(jù)

//-----------------------//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(dá)到1delay_ms( DELAY_TIME );LCD_EN	= L;delay_ms( DELAY_TIME );}

5.4 檢測(cè)LCD忙信號(hào)

//--------------------//檢測(cè)LCD的忙信號(hào)//--------------------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(cè)LCD忙信號(hào)的同時(shí)，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(lái)檢測(cè)D7位狀態(tài)的數(shù)據(jù)。

5.5 延遲函數(shù)

//-------- -----//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(jī)的晶振和keil執(zhí)行指令的時(shí)間計(jì)算，以上延遲函數(shù)約延遲ms 毫秒的時(shí)間。DELAY_TIME的宏值為5，表示延遲5毫秒的時(shí)間。LCD有的端口不需要延遲這么長(zhǎng)的時(shí)間，這個(gè)可以調(diào)試到適合相應(yīng)端口最適合的延遲時(shí)間即可。借助手冊(cè)和枚舉調(diào)試法。

5.6 運(yùn)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(lái)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(zhǎng)度個(gè)單位，寫入顯示的字符傳，對(duì)整個(gè)屏幕移位（由寫指令集中指令完成，移字符傳長(zhǎng)度那么多位，移完一個(gè)停留的時(shí)間需要長(zhǎng)點(diǎn)，如200ms左右的時(shí)間）。

然后讓程序等待，只為L(zhǎng)CD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(dāng)移入第二行字符串時(shí)，由于是整個(gè)屏幕的移動(dòng)，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(dòng)的操作。

6 總結(jié)

電平變化時(shí)不是瞬間的，需要用延遲函數(shù)來(lái)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(gè)區(qū)別。每逢遇到對(duì)硬件引腳電平的置位時(shí)，都需要結(jié)合手冊(cè)看看對(duì)應(yīng)引腳的靈敏度，若高出指令執(zhí)行時(shí)間徐許多數(shù)量級(jí)就不用延遲語(yǔ)句，否則應(yīng)當(dāng)考慮用延遲語(yǔ)句來(lái)等待。應(yīng)該走進(jìn)硬件的操作時(shí)序世界中去才能編寫好它們的程序。

此次筆記記錄完畢。