单片机入门教程：第七章 1602LCD液晶显示模块

在单片机的人机交互系统中，常常需要显示系统运行中的某些信息和数据，例如，字符、汉字或者图形等。液晶显示器（LCD）正好可以完成此项任务，它是一种功耗很低的显示器，在电子表、计算器、数码相机、计算机的显示器和液晶电视上都可以看到它的身影。液晶显示器以优越的性能，越来越受到用户的重视。

在单片机系统中，为了应用的方便，常使用另外一种集成度更高的显示组件，即液晶显示模块。液晶显示模块将液晶显示器、控制器、背光源和外部连接端口等组装在一起，可以方便地用于需要液晶显示的场合。液晶显示模块的英文名称为"LCD Module"，可以简称为LCM。

本章主要介绍液晶显示器以及液晶显示模块，并详细介绍常用的液晶显示模块控制器及其控制子函数。最后通过两个实例，逐步详细讲解如何使用液晶显示模块显示汉字和图形。

1602LCD显示原理

通过电压来改变填充在两块平行板之间的液晶材料内部分子的排列状况，以达到遮光和透光的目的来显示深浅不一，错落有致的图象，而且只要在两块平板间再加上三元色的滤光层，就可实现显示彩色图象。液晶是具有流动特性的物质，所以只需外加很微小的力量即可使液晶分子运动，以最常见普遍的向列型液晶为例，液晶分子可轻易的借着电场作用使得液晶分子转向，由于液晶的光轴与其分子轴相当一致，故可借此产生光学效果，而当加于液晶的电场移除消失时，液晶将借着其本身的弹性及黏性，液晶分子将十分迅速的回撤消来未加电场前的状态。

1602液晶资料详解

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

编号	符号	引脚说明	编号	符号	引脚说明
1	VSS	电源地	9	D2	数据
2	VDD	电源正极	10	D3	数据
3	VL	液晶显示偏压	11	D4	数据
4	RS	数据/命令选择	12	D5	数据
5	R/W	读/写选择	13	D6	数据
6	E	使能信号	14	D7	数据
7	D0	数据	15	BLA	背光源正极
8	D1	数据	16	BLK	背光源负极

1602液晶模块引脚说明：

• 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。

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，如下表所示：

序号	指令	RS	R/W	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
1	清显示	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1
2	光标返回	0	0	0	0	0	0	0	0	1	*
3	置输入模式	0	0	0	0	0	0	0	1	I/D	S
4	显示开/关控制	0	0	0	0	0	0	1	D	C	B
5	光标或字符移位	0	0	0	0	0	1	S/C	R/L	*	*
6	置功能	0	0	0	0	1	DL	N	F	*	*
7	置字符发生存贮器地址	0	0	0	1	字符发生存贮器地址
8	置数据存贮器地址	0	0	1	显示数据存贮器地址
9	读忙标志或地址	0	1	BF	计数器地址
10	写数到CGRAM或DDRAM)	1	0	要写的数据内容
11	从CGRAM或DDRAM读数	1	1	读出的数据内容

602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。

读状态	输入	RS=L，R/W=H，E=H	输出	D0—D7=状态字
写指令	输入	RS=L，R/W=L，D0—D7=指令码，E=高脉冲	输出	无
读数据	输入	RS=H，R/W=H，E=H	输出	D0—D7=数据
写数据	输入	RS=H，R/W=L，D0—D7=数据，E=高脉冲	输出	无

602LCD的RAM地址映射及标准字库表

液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，下图是1602的内部显示地址。

例如第二行第一个字符的地址是40H，那么是否直接写入40H就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？这样不行，因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平1所以实际写入的数据应该是01000000B(40H)+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。
在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。

1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，如图所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H)，显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”

显示字符编码

根据1602LCD的文档说明，可根据文档的要求进行编程，显示需要显示的字符，通过程序代码的实现，能够更清楚1602LCD的使用。

#include    //包含头文件，这个嘛，就不用多说了～～ 
#define uint unsigned int  //预定义一下 
#define uchar unsigned char 
sbit rs=P3^5;    //1602的数据/指令选择控制线 
sbit rw=P3^6;        //1602的读写控制线 
sbit en=P3^7;        //1602的使能控制线 
/*P2口接1602的D0~D7，注意不要接错了顺序，我以前可在这上面吃过亏～*/ 
uchar code table[]="LCD1602 check ok"; //要显示的内容1放入数组tablel 
uchar code table1[]="study up";             //要显示的内容2放入数组table1 
void delay(uint n)       //延时函数                       
{ 
    uint x,y;  
    for(x=n;x>0;x--) 
        for(y=110;y>0;y--); 
} 
void lcd_wcom(uchar com)  //1602写命令函数                 
{ 
    rs=0;            //选择指令寄存器 
    rw=0;            //选择写 
    P2=com;            //把命令字送入P2 
    delay(5);            //延时一小会儿，让1602准备接收数据 
    en=1;           //使能线电平变化，命令送入1602的8位数据口 
    en=0; 
} 
void lcd_wdat(uchar dat)        //1602写数据函数       
{ 
    rs=1;        //选择数据寄存器 
    rw=0;        //选择写 
    P2=dat;        //把要显示的数据送入P2 
    delay(5);        //延时一小会儿，让1602准备接收数据 
    en=1;        //使能线电平变化，数据送入1602的8位数据口 
    en=0; 
} 
void lcd_init()              //1602初始化函数       
{ 
    lcd_wcom(0x38);       //8位数据，双列，5*7字形       
    lcd_wcom(0x0c);      //开启显示屏，关光标，光标不闪烁 
    lcd_wcom(0x06);    //显示地址递增，即写一个数据后，显示位置右移一位 
    lcd_wcom(0x01);    //清屏 
} 
void main()            //主函数 
{     
    uchar n,m=0; 
    lcd_init();                 //液晶初始化 
    lcd_wcom(0x80);   //显示地址设为80H（即00H，）上排第一位       
    for(m=0;m<16;m++)     //将table[]中的数据依次写入1602显示 
    { 
            lcd_wdat(table[m]);           
            delay(200); 
    } 
    lcd_wcom(0x80+0x44); //重新设定显示地址为0xc4,即下排第5位 
    for(n=0;n<8;n++)   //将table1[]中的数据依次写入1602显示 
    {     
            lcd_wdat(table1[n]); 
           delay(200); 
    } 
    while(1);        //动态停机 
}