MSP430F5529与LCD1602显示模块（上）

一点小总结~

源代码下载

源代码正在整理中，等MSP430F5529与LCD1602显示模块（下）发布后再一起上传至Github，敬请期待。

LCD1602介绍

外观

主要技术参数

• 显示容量： 16X2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： 2.95X4.35(WXH)mm

接口说明

并口传输模式

1. VSS 电源地

2. VDD 电源正极(5V)

3. V0 液晶显示偏压信号

4. RS 数据/命令选择端(H/L)

5. RW 读/写选择端(H/L)

6. E 使能信号

7. D0 Data I/O

8. D1 Data I/O

9. D2 Data I/O

10. D3 Data I/O

11. D4 Data I/O

12. D5 Data I/O

13. D6 Data I/O

14. D7 Data I/O

15. A 背光源正极

16. K 背光源负极

IIC/I2C模式

1. GND 电源地

2. VCC 电源正极(5V)

3. SDA 数据I/O口

4. SCL 数据时钟

单片机实现

并口传输模式

基本操作时序：

• 读状态：

  输入：RS=L,RW=H,E=H

  输出：D0~D7=状态字

• 写指令：

  输入：RS=L,RW=L,D0~D7=指令码,E=高脉冲

  输出：无

• 读数据：

  输入：RS=H,RW=H,E=H

  输出：DO~D7=数据

• 写数据：

  输入：RS=H,RW=L,D0~D7=数据,E=高脉冲

  输出：无

RAM地址映射图：

指令说明

1、清屏指令（clear display） RS=L,RW=L,D0~D7=0000_0001

功能：

清除液晶显示器，即将DDRAM中的内容全部填入20H（空白字符）

光标撤回至显示屏左上角

将地址计数器（AC）设为0

光标移动方向为从左向右，并且DDRAM的自增量为1(I/D=1)

2、光标归位指令（Return Home）RS=L,RW=L,D0~D7=0000_001X

功能：

将地址计数器(AC)设为00H

DDRAM内容保持不变，光标移至左上角

3、进入模式设置指令（Entry Mode Set）

功能：

设定每次写入1位数据后光标移位方向并且设定光标每次写入一个字符后是否移动 。

I/D = 0时光标左移，DDRAM地址自增1

I/D = 1时光标右移，DDRAM地址自增1（当从CGRAM中读取或写入数据时，CGRAM操作与DDRAM相同）

SH = 0 且 DDRAM是读操作（CGRAM读或写），整个屏幕不移动

SH = 1 且DDRAM是写操作，整个屏幕移动，移动方向由I/D决定。

4、显示开关控制（Display ON/OFF Control）

功能：

D = 1 , 显示功能开

D = 0 , 显示功能关，但是DDRAM中的数据依然保留

C = 1 , 有光标

C = 0 , 没有光标

B = 1 , 光标闪烁

B = 0 , 光标不闪烁

5、设置显示屏或光标移动方向的指令

功能：

整屏的移动或光标移动
S/C =0 R/L =0 光标左移 ，地址计数器减1（即显示内容和光标一起左移）

S/C =0 R/L =1 光标右移 ，地址计数器加1（即显示内容和光标一起右移）

S/C =1 R/L =0 显示内容左移 ，光标不移动

S/C =1 R/L =1 显示内容右移 ，光标不移动

6、功能设定指令

功能：

设定数据总线位数、显示的行数及字形。

DL=1 ,数据总线是8位

DL=0 ,数据总线是4位

N=0 ,显示一行

N=1 ,显示两行

F=0 ,5*8 点阵/字符

F=1 ,5*11点阵/字符

7.设置DDRAM（光标）地址

功能：

设置地址计数器AC的值，实则上是设置光标所在的位置。

DDRAM的地址与显示屏对照关系（N=LOW）

八线模式单片机实现代码

非常感谢MSP430F5529&LCD1602程序的作者Aliqiji提供思路和代码！

端口操作宏定义

#define DataDir     P3DIR //D0~D7分别对应P3.0-P3.7
#define DataPort    P3OUT

#define CLR_RS P1OUT&=~BIT3;    //RS = P1.3
#define SET_RS P1OUT|=BIT3;
#define CLR_RW P1OUT&=~BIT4;    //RW = P1.4
#define SET_RW P1OUT|=BIT4;
#define CLR_EN P1OUT&=~BIT5;    //EN = P1.5
#define SET_EN P1OUT|=BIT5;

初始化端口

void GPIO_init(){

        P1DIR |= BIT3+BIT4+BIT5;        //控制线端口设为输出状态
        DataDir  = 0xFF;

}

精确延时

void delay_ms(unsigned int ms){ //For MSP430F5529
    for(;ms>0;ms--) __delay_cycles(1000);
}

写指令

void LCD1602_WriteCMD(unsigned char cmd)
{
        CLR_EN;
        CLR_RS;     //指令
        CLR_RW;     //写
        DataPort=cmd;   //指令数据传到P0口待发送给LCD1602
        SET_EN;     
        CLR_EN;     //产生下降沿
		delay_ms(1);
}

写数据

void LCD1602_WriteDATA(unsigned char Data)
    {
        CLR_EN;
        SET_RS;		//数据
        CLR_RW;		//写
        DataPort=Data;
        SET_EN;
        CLR_EN;		//产生下降沿
        delay_ms(1);
    }

LCD1602初始化

void LCD1602_Init()
    {
        GPIO_init();
		LCD1602_WriteCMD(0x38); //  置功能，8位总线，双行显示，显示5X7的点阵字符
        LCD1602_WriteCMD(0x0f); //  显示开关控制,开显示, 有光标,闪烁
        LCD1602_WriteCMD(0x06); //  光标和显示位置设置,  光标移动方向右移,屏幕上所有文字不动
        LCD1602_WriteCMD(0x01); //  清显示，指令码01H，光标复位到地址00H位置
		delay_ms(10);
    }

在当前指针位置显示单个字符

void DispChar(unsigned char data)
{
    LCD1602_WriteDATA(data);
}

在当前指针位置显示字符串

void DispStr(unsigned char *str)
{
	while(*str != 0){
        DispChar(*str++);
    }
}

设置指针位置

这部分的内容在前文指令说明中***设置DDRAM（光标）地址*** 处有所提及。

设置指针在第一行最左端

    LCD1602_WriteCMD(0x80);

设置指针在第二行最左端

    LCD1602_WriteCMD(0x80 + 0x40);

四线模式单片机实现代码

在显示速度要求不高的情况下，八线并口模式占用了过多的单片机管脚，如果管脚资源紧张，可以试一试使用四线模式。

四线模式是指只使用数据端口D4~D7完成与八线模式一样的操作，但不同的是，四线模式只能写而不能读。

四线模式的时序操作与八线模式不同点在于，一个指令或者一个数据，需要传输两次，也就是EN产生两次下降沿，第一次下降沿的时候传输高四位数据，第二次下降沿的时候传输低四位数据。

那么，我们应该怎么修改上述代码来实现四线模式呢~请看下文

端口操作宏定义

#define DataDir     P3DIR 
#define DataPort    P3OUT

#define CLR_RS P1OUT&=~BIT3;    //RS = P1.3
#define SET_RS P1OUT|=BIT3;
#define CLR_RW P1OUT&=~BIT4;    //RW = P1.4
#define SET_RW P1OUT|=BIT4;
#define CLR_EN P1OUT&=~BIT5;    //EN = P1.5
#define SET_EN P1OUT|=BIT5;

初始化端口

由于我当时写的综合代码中，P3.4端口被占用，所以我采用了P3.0,P3.5,P3.6,P3.7四个端口作为数据口。

void GPIO_init(){

        P1DIR |= BIT3+BIT4+BIT5;        //控制线端口设为输出状态
        DataDir  = BIT0+BIT5+BIT6+BIT7;

}

设置数据端口

void Set_DataPort(unsigned char Data){
    if(Data&BIT4) P3OUT |= BIT0;
    else P3OUT &= ~BIT0;
    if(Data&BIT5) P3OUT |= BIT5;
    else P3OUT &= ~BIT5;
    if(Data&BIT6) P3OUT |= BIT6;
    else P3OUT &= ~BIT6;
    if(Data&BIT7) P3OUT |= BIT7;
    else P3OUT &= ~BIT7;
}

写指令

void LCD1602_WriteCMD(unsigned char cmd)
{
        CLR_EN;
        CLR_RS;     //指令
        Set_DataPort(cmd&0b11110000);   //指令数据传到P0口待发送给LCD1602
        SET_EN;     //LCD1602使能口
        CLR_EN;     //产生下降沿
        Set_DataPort((cmd&0b00001111)<<4);   //指令数据传到P0口待发送给LCD1602
        SET_EN;
        CLR_EN
        delay_ms(1);
}

写数据

void LCD1602_WriteDATA(unsigned char data)
{
        CLR_EN;
        SET_RS;     //指令
        Set_DataPort(data&0b11110000);   //数据传到P0口待发送给LCD1602
        SET_EN;     //LCD1602使能口
        CLR_EN;     //产生下降沿
        Set_DataPort((data&0b00001111)<<4);   //数据传到P0口待发送给LCD1602
        SET_EN;
        CLR_EN
        delay_ms(1);
}

LCD1602初始化

void LCD1602_Init()
    {
        GPIO_init();
        LCD1602_WriteCMD(0b00101000); //  置功能，4位总线，双行显示，显示5X7的点阵字符  //00101000
        LCD1602_WriteCMD(0b00001100); //  显示开关控制,开显示, 有光标,闪烁
        LCD1602_WriteCMD(0b00000110); //  光标和显示位置设置,  光标移动方向右移,屏幕上所有文字不动
        LCD1602_WriteCMD(0b00000001); //  清显示，指令码01H，光标复位到地址00H位置
		delay_ms(10);
    }

单片机接线

接线按照1.3接口说明以及代码中所选择的端口接即可，背光源A、K一般情况下是不用接的。

特别要说明的是，V0（液晶显示偏压信号）的接线，数据手册中说它要接一个电位器到地以调节对比度，如下图所示。

所以我们可以把它接到MSP430F5529的拨码电位器(P6.5)上,接上之后就可以通过拨动拨码电位器调节屏幕的对比度啦！

结语

通过学习LCD1602的操作，我们可以了解到单片机与外设间进行并口通信的一般原理。并口通信速度快，但是占用的管脚多，接线麻烦，在管脚资源紧张的情况下还会导致很多其他的问题，虽然LCD1602提供的四线模式可以在一定程度上缓和这种矛盾，但是有没有其他更省管脚资源的方法呢？答案是有的，那就是采用串口通信，下篇文章我将讲讲利用I2C协议与LCD1602进行串口通信~

参考资源

1. LCD1602指令集解读

2. MSP430F5529&LCD1602程序 作者:Aliqiji

3. LCD1602中文数据手册