LCD 1602液晶显示模块简介

一、LCD 1602液晶显示

（1）引脚包括8条数据线、3条控制线和3条电源线，见表5-2。通过单片机向模块写入命令和数据，就可对显示方式和显示内容做出选择。

（2）2．LCD1602字符的显示及命令字：

显示字符首先要解决待显示字符的ASCII码产生。用户只需在C51程序中写入欲显示的字符常量或字符串常量，C51程序在编译后会自动生成其标准的ASCII码，然后将生成的ASCII码送入显示用数据存储器DDRAM，内部控制电路就会自动将该ASCII码对应的字符在LCD1602显示出来。让液晶显示器显示字符，首先对其进行初始化设置：对有、无光标、光标移动方向、光标是否闪烁及字符移动方向等进行设置，才能获得所需显示效果。

对LCD 1602的初始化、读、写、光标设置、显示数据的指针设置等，都是单片机向LCD 1602写入命令字来实现。命令字见表5-3。

表5-3中11个命令功能说明如下：

命令1：清屏，光标返回地址00H位置（显示屏的左上方）。

命令2：光标返回到地址00H位置（显示屏的左上方）。

命令3：光标和显示模式设置。

I/D—地址指针加1或减1选择位。

        I/D=1，读或写一个字符后地址指针加1；

         I/D=0，读或写一个字符后地址指针减1。

S—屏幕上所有字符移动方向是否有效的控制位。

         S=1，当写入一字符时，整屏显示左移（I/D=1）或右移（I/D=0）；

         S=0，整屏显示不移动。

命令4：显示开/关及光标设置。

         D—屏幕整体显示控制位，D=0关显示，D=1开显示。

         C—光标有无控制位，C=0无光标，C=1有光标。

       B—光标闪烁控制位，B=0不闪烁，B=1闪烁。

命令5：光标或字符移位。

         S/C—光标或字符移位选择控制位。

0：移动光标，1：移动显示的字符。

        R/L—移位方向选择控制位。

0：左移，1：右移，

命令6：功能设置命令。

DL—传输数据的有效长度选择控制位。

1：8位数据线接口；0：4位数据线接口。

N—显示器行数选择控制位。

0：单行显示，1：两行显示。

F—字符显示的点阵控制位。

0：显示5×7点阵字符，1：显示5×10点阵字符。

命令7：CGRAM地址设置。

命令8：DDRAM地址设置。

LCD内部有一个数据地址指针，用户可通过它访问内部全部80字节的数据显示RAM。

         命令格式：80H+地址码。其中，80H为命令码。

命令9：读忙标志或地址。

  BF—忙标志。

1:LCD忙，此时LCD不能接受命令或数据；0:表示LCD不忙。

命令10：写数据。

命令11：读数据。

（3）LCD1602基本操作

LCD为慢显示器件，所以在写每条命令前，一定要查询忙标志位BF，即是否处于“忙”状态。如LCD正忙于处理其他命令，就等待；如不忙，则向LCD写入命令。标志位BF连接在8位双向数据线的D7位上。如果BF=0，表示LCD不忙；如果BF=1，表示LCD处于忙状态，需等待。

二、原理图：

三、源程序：

#include <reg51.h>          // 包含8051寄存器定义的头文件
#include <intrins.h>         // 包含内部函数的头文件，如_nop_()

#define uchar unsigned char  // 定义uchar为unsigned char类型
#define uint unsigned int    // 定义uint为unsigned int类型
#define out P3               // 定义P3口作为输出端口

sbit RS=P2^0;                // 定义LCD的RS引脚连接到P2.0
sbit RW=P2^1;                // 定义LCD的RW引脚连接到P2.0
sbit E=P2^2;                 // 定义LCD的E引脚连接到P2.0

// 函数声明
void check_busy(void);       // 检查LCD忙标志的函数
void write_command(uchar com); // 向LCD写入命令的函数
void write_data(uchar dat);   // 向LCD写入数据的函数
void string(uchar ad, uchar *s);// 在LCD指定位置显示字符串的函数
void lcd_test(void);          // 测试LCD的函数（未实现）
void delay(uint);             // 延时函数
void lcd_initial(void);       // LCD初始化函数

void main(void)              // 主函数
{
    lcd_initial();           // 初始化LCD
    while(1)                 // 无限循环
    {
        string(0x85,"Welcome"); // 在第一行第5列显示字符串"Welcome"
        string(0xC2,"Ningbo CHINA"); // 在第二行第2列显示字符串"Ningbo CHINA"
        delay(100);          // 延时100毫秒
        write_command(0x01); // 写入清屏命令
        delay(100);          // 延时100毫秒
    }
}

void delay(uint j)           // 延时函数
{
    uchar i=250;
    for(;j>0;j--)            // 根据传入的j值进行循环延时
    {
        while(--i);          // 内部循环延时
        i=249;
        while(--i);          // 另一个内部循环延时
        i=250;
    }
}

void check_busy(void)        // 检查LCD是否忙的函数
{
    uchar dt;
    do
    {
        dt=0xff;
        E=0;                 // 使能信号拉低
        RS=0;                // RS信号拉低，表示操作指令寄存器
        RW=1;                // RW信号拉高，表示读操作
        E=1;                 // 使能信号拉高，开始读取
        dt=out;              // 读取数据线上的状态
    }while(dt&0x80);         // 如果最高位为1（忙），则继续循环等待
    E=0;                     // 使能信号拉低
}

void write_command(uchar com) // 向LCD写入命令的函数
{
    check_busy();           // 检查LCD是否忙
    E=0;                     // 使能信号拉低
    RS=0;                    // RS信号拉低，表示操作指令寄存器
    RW=0;                    // RW信号拉低，表示写操作
    out=com;                 // 将命令写入数据线
    E=1;                     // 使能信号拉高，开始写入
    _nop_();                 // 空操作，延时一个机器周期
    E=0;                     // 使能信号拉低
    delay(1);                // 延时1毫秒
}

void write_data(uchar dat)   // 向LCD写入数据的函数
{
    check_busy();           // 检查LCD是否忙
    E=0;                     // 使能信号拉低
    RS=1;                    // RS信号拉高，表示操作数据寄存器
    RW=0;                    // RW信号拉低，表示写操作
    out=dat;                 // 将数据写入数据线
    E=1;                     // 使能信号拉高，开始写入
    _nop_();                 // 空操作，延时一个机器周期
    E=0;                     // 使能信号拉低
    delay(1);                // 延时1毫秒
}

void lcd_initial(void)       // LCD初始化函数
{
    write_command(0x38);     // 设置LCD为8位两行显示，5×7点阵字符
    write_command(0x0C);     // 开整体显示，光标关，无黑块
    write_command(0x06);     // 设置光标右移
    write_command(0x01);     // 清屏
    delay(1);                // 延时1毫秒
}

void string(uchar ad, uchar *s) // 在LCD指定位置显示字符串的函数
{
    write_command(ad);       // 发送地址命令
    while(*s>0)             // 循环直到字符串结束
    {
        write_data(*s++);    // 写入数据并移动指针
        delay(100);         // 延时100毫秒
    }
}

四、仿真结果：

本次实验的代码相比于前几次的代码更多并且更难理解，其中最主要的是要学会LCD1602的工作原理、读写操作规定以及命令字。LCD是多种多样的，在实际应用中，应参考LCD的技术手册或数据手册来获取准确的操作指南。

五、思考题

1、LCD有哪些类型，各自的主要应用场合是什么？

答：TN，扭曲向列型：TN LCD是最基本的LCD技术，具有较低的成本和较快的响应时间。它们通常用于简单的数字或文字显示，如计算器、电子手表和低端笔记本电脑屏幕。

STN，超扭曲向列型：STN LCD提供了比TN更好的对比度和视角，但响应时间较慢。它们常用于早期的便携式设备，如掌上游戏机和早期的手机。

TFT，薄膜晶体管：TFT LCD是目前最常见的LCD技术，它通过每个像素上的薄膜晶体管来控制电流，从而实现高分辨率、高亮度和良好的色彩表现。TFT LCD广泛应用于电视、计算机显示器、智能手机和平板电脑等高端显示设备。

IPS，平面转换：IPS是一种改进的TFT技术，它提供了更宽的视角和更准确的颜色再现。IPS LCD常用于需要高色彩准确度的专业显示器和高端消费类电子产品。

VA，垂直排列：VA LCD提供了良好的对比度和深黑色水平，适用于家庭影院和高清电视。

OLED，有机发光二极管：虽然不是传统意义上的LCD，但OLED显示屏因其自发光特性而非常受欢迎，提供极高的对比度、鲜艳的色彩和快速的响应时间。OLED屏幕常用于高端智能手机、电视和可穿戴设备。

2、LCD初始化完成后，每次写命令、读写数据操作均需检测忙标志？如何检测忙标志？

答：（1）在LCD初始化完成后，为了确保数据能够正确无误地写入到LCD中，通常需要在每次写命令或读写数据之前检测忙标志。忙标志是LCD内部的一个状态信号，用来指示LCD是否正在处理前一个命令或数据。如果忙标志为高电平（1），则表示LCD正在忙碌，不能接受新的命令或数据；如果忙标志为低电平（0），则表示LCD已准备就绪，可以接收新的命令或数据。

（2）忙标志检测步骤

将数据总线（DB）清零。

将寄存器选择（RS）设为低电平，选择数据寄存器。

将读/写选择（RW）设为高电平，准备读取数据。

将使能信号（EN）设为高电平，启动读取操作。

读取数据总线（DB）上的值，并将其存储在变量中。

将使能信号（EN）设为低电平，结束读取操作。

检查读取的值，如果最高位（D7）为1，则表示LCD处于忙状态；如果最高位（D7）为0，则表示LCD处于空闲状态。

LCD 1602液晶显示模块简介

五、思考题

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