初步认识51单片机-2.2单片机控制LCD1602液晶显示模块

显示容量:16×2个字符

芯片工作电压:4.5—5.5V

工作电流:2.0mA(5.0V)

模块最佳工作电压:5.0V

字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm

引脚功能说明

1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表1所示:

第1脚：VSS为地电源。

第2脚：VDD接5V正电源。

第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。

第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。

第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。

第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。

第15脚：背光源正极。

第16脚：背光源负极。

我们来看看如何使用这两招控制LCD1602液晶模块。既然是用单片机控制LCD1602,那么根据前面的分析思想，首先要搞清楚谁是控制对象，谁是被控制对象。很显然，LCD1602是被控制对象，那么我们就先从LCD1602开始分析。所谓控制也可以理解为沟通，那么如何与LCD1602沟通呢？可以想一想，平时人与人是如何沟通的？沟通之前先要打个招呼吧，比如“你好”之类的，电话里面要先讲个“喂？”，之后才进入沟通正题了。其实单片机与LCD1602的沟通方式也一样，“喂？”在这个例子里面就叫初始化。后面也会经常碰到这个“初始化”的概念。其实器件也是人设计的，所以他的工作方式从某种程度上讲，也是人的沟通方式。打完招呼后，就开始进入真正主题了。什么主题呢？LCD1602是显示模块，主要作用当然是显示了。那么显示什么呢？很明显，显示内容当然来自于单片机了，单片机让它显示什么它就显示什么。这个‘显示什么’就是传送的数据。那么怎么往1602传送数据呢？1602什么意思，表示2行16个字符，也就是有不同的显示地点，那么如何确定显示地点呢？因此前面的分析可以总结为三个问题，如何初始化，如何传送显示的内容(显示什么),在哪里显示。这三个问题如何解答呢？当然要去看芯片手册了。

为了解决这三个问题，我们先来看看人与人之间是如何沟通的，如果当面沟通，你的信号(声音)能够直接传到对方，而且能让对方听懂。如果相距比较远，那么就使用电话等通信工具。前者信号传递载体是空气，后者是电话线。那么我们来看看MCU与LCD1602的信号传递载体是什么样的。查看原理图。因为是MCU与1602之间的沟通，当然这里我们只查看与单片机相连接的部分。

从图中我们看到，单片机通过P2.7，P2.6分别与RS，EN连接，P0端口与D0到D7连接，一共10根线。那么也就是说，单片机的所有指令，数据等都是通过这10根线来完成的。怎么样去控制LCD呢，当然是阅读LCD的说明手册。这里来个比喻，房间内一个人规定，敲三下门，屋内的人才把门打开。如果你要进入屋内，就必须敲三下，如果你不知道这个规则，敲了四下，或者大喊大叫，门也开不了。这个规定可以是多样化，比如一共敲两下，第一下要敲重一点，第二下要敲轻一点。或者重敲三下，轻敲一下，等等。而且这里你不需要问为什么，照着做就行了。其实LCD1602包括后面会讲到的其他模块同样如此，你要与它沟通，当然必须按照它的规则来。下面我们就来解读它的规则，来解决前面提到的三个问题，

LCD1602初始化；在哪里显示；显示什么。

(1)LCD1602初始化

关于这一点，说明手册上已经告诉我们了，这里全盘复制过来。

延时15ms

写指令38H

延时5ms

写指令38H

写指令08H

写指令01H

写指令06H

写指令0CH

以上为初始化过程，延时部分好解决，前面讲过了。这里就看如何写指令了。写指令这个过程肯定是通过上图中10根线来完成的。D0-D7一共八根线应该是用来存放指令的内容。问题来了，1602怎么知道单片机给我的是命令还是数据。(命令是什么，在哪里显示，屏幕清零；数据是什么，显示什么内容，显示A还是B)。LCD1602看到RS为高时，就明白了，哦，你要通过P0端口给我数据了，于是LCD1602就把这些数据拿过来了。看到RS为低时，就知道你要给我指令了。通过这种方式，单片机能准确的传递指令或者数据信息，实现与LCD1602的沟通。是不是这样就能让LCD1602正常执行了。不是的。回到我们前面讲的那个例子，这里加个条件，屋内人听到敲门三下后，判断暗号正确了，但是没有直接开门，而是通知了他的上级，得到上级的授权后，才开门。也就是两个条件，暗号正确和上级授权。LCD1602也一样，收到指令没有立即执行，还要等另外一个信号，就是EN使能信号。此时EN给个一定宽度的脉冲，LCD1602开始执行。

时序图如上图所示，这里少了R/W信号，用于控制从LCD1602读取还是写入的，为了简化过程，在硬件上把R/W接地了，也就是只能写不能读。同时，读忙信号也不能操作，这里采用延时的方法替代。根据前面的分析很容易的写出写指令的代码:

​void write_com(unsigned char mycmd)

{

  delayMs(5);//注意这里需要延时5ms比较保险 代替判断忙信号

  P0=mycmd;        //准备好指令

  RS=0;         //告诉LCD1602，P0中放的是指令不是数据

  EN=1;

  delayUs(5); //根据时序图，脉冲要有一定宽度

  EN=0;           //使指令有效，开始执行

}

同样的道理，以上代码中，只需改一下RS信号为1，就是写数据的代码了

void write_com(unsigned char mydata)

{

  delayMs(5);//注意这里需要延时5ms比较保险 代替判断忙信号

  P0=mycmd;        //准备好指令

  RS=1;         //告诉LCD1602，P0中放的是数据不是指令

  EN=1;

  delayUs(5); //根据时序图，脉冲要有一定宽度

  EN=0;           //使指令有效，开始执行

}

讲到这里，LCD1602初始化代码应该能写出了。同时我们也已经写出了传递指令的代码，那么现在我们只要知道指令内容就可以了。

1602LCD的指令说明及时序

1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表2所示：

1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明：1为高电平、0为低电平）

指令1：清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。

指令2：光标复位，光标返回到地址00H。

指令3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。

指令4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。

指令5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。

指令6：功能设置命令 DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。

指令7：字符发生器RAM地址设置。

指令8：DDRAM地址设置。

指令9：读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。

指令10：写数据。

指令11：读数据。

你需要给LCD1602什么指令，只需要传递给void write_com(unsignedchar mycmd)函数中的mycmd参数就行了。

(2)在哪里显示

知道了这个，现在我们就能解决前面提到的第二个问题，在哪里显示，

 

例如第二行第一个字符的地址是40H，那么是不是它的地址就是40H了。注意表2中第8条数据存储地址，D7已经被写死了。最终的显示地址是40H+10000000B，因此我们只要把这个值传给mycom，LCD1602就知道在第二行第一个位置显示了。

(3)显示什么

前面讲了，如果传送数据就是要显示的内容。比如我要显示字母A，怎么操作呢。

以上图中可以知道，如果你要显示A，那么数据的高位为0100，低位为0001，因此为01000001。把这个数据传送给LCD1602，它就知道要显示A了。

现在回过头来看看，我们在使用单片机控制LCD1602这个过程中用到了单片机的哪些知识。回去看看图1，10根连接线，P2.6和P2.7引脚，再加上P0端口，主要是通过P2.6和P2.7高低变化来发出指令或数据，P0的变化反映指令或数据的内容。可见，这个过程中我们只用到了IO口控制和延时。其他很长的部分我们用在理解1602的使用规则了。注意这里是使用规则，谈不上原理。比如你给LCD1602发送清屏指令时，你明白LCD1602收到这个指令是如何操作清屏的吗？不知道，也没有必要知道。液晶模块说明书也不告诉你。好比你使用手机时，你点击一下某个应用程序就打开了，然后按照它的规则去使用就行了，比如听歌，上网等等，你不用关心它们是怎么实现的。其实手机也是个模块，我们只要学会操作就行了，不管它里面发生了什么事情。

附参考代码如下:

#include

void LCD_init(void);

void delayUs(unsigned char t);

void delayMs(unsigned char t);

void write_com(unsigned char mycmd);

void write_data(unsigned char mydata);

sbit RS=P2^7;

sbit EN=P2^6;

void main (void)

{

        LCD_init();        

        write_com(0x0f);

        write_data(0x41);

        while(1);

}

void LCD_init(void)

{

delayMs(15);

write_com(0x38);

delayMs(5);

write_com(0x38);

write_com(0x08);

write_com(0x01);

write_com(0x06);

write_com(0x0c);

}

void delayUs(unsigned char t)

{

        while(--t);

}

void delayMs(unsigned char t)

{

        while(--t)

        {

                delayUs(245);

                delayUs(245);

        }

}

void write_com(unsigned char mycmd)

{

  delayMs(5);//注意这里需要延时5ms比较保险代替判断忙信号

  P0=mycmd;        //准备好指令

  RS=0;         //告诉LCD1602，P0中放的是指令不是数据

  EN=1;

  delayUs(5); //根据时序图，脉冲要有一定宽度

  EN=0;           //使指令有效，开始执行

}                

void write_data(unsigned char mydata)

{

  delayMs(5);//注意这里需要延时5ms比较保险

  P0=mydata;

  RS=1;

  EN=1;

  delayUs(5);

  EN=0;

}