51单片机入门学习 第十一天
提示：今天是学习51单片机的第十一天，以下就是今天的笔记（我买的是普中的开发板，学习笔记是根据普中的视频进行学习）今天学习的内容是液晶 IO扩展（并转串）和485通信。
目录
LCD1602 液晶显示实验
1.LCD1602 介绍
2 硬件设计
3 软件设计
IO扩展(并转串口)-74HC165
1.74HC165芯片介绍
2.硬件设计
3.软件设计
RS485通信实验
1.RS485通信介绍
2.硬件设计
3.软件设计
LCD1602 液晶显示实验
我们已经学习过几种显示装置，例如静态数码管、动态数码管、 8*8LED 点阵、串口通信。使用它们可以直观显示一些字符数据，但是它们也有各种局限性，比如显示字符数据太少，硬件设计复杂、代码编写难度大等。我们开发板上集成了一个 LCD1602 液晶显示器接口，将 LCD1602 液晶对应插入即可。内容如下：
- 1.LCD1602 介绍
- 2.硬件设计
- 3.软件设计
1.LCD1602 介绍
1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它能显示 2 行字符信息，每行又能显示 16 个字符。它是一种专门用来显示字母、数字、符号的点阵型液晶模块。它是由若 干个 5x7 或者 5x10 的点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以用显示一个字符， 每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作 用，正因为如此，所以它不能很好的显示图片。
3 脚：VL，液晶显示偏压信号，用于调整 LCD1602 的显示对比度，一般会外 接电位器用以调整偏压信号，注意此脚电压为 0 时可以得到最强的对比度。
4 脚：RS，数据/命令选择端，当此脚为高电平时，可以对 1602 进行数据字 节的传输操作，而为电平时，则是进行命令字节的传输操作。命令字节，即是用来对 LCD1602 的一些工作方式作设置的字节；数据字节，即使用以在 1602 上显 示的字节。值得一提的是，LCD1602 的数据是 8 位的。
5 脚：R/W，读写选择端。当此脚为高电平可对 LCD1602 进行读数据操作， 反之进行写数据操作。
6 脚：E，使能信号，其实是 LCD1602 的数据控制时钟信号，利用该信号的 上升沿实现对 LCD1602 的数据传输。
7~14 脚：8 位并行数据口，而 51 单片机一组 IO 也是 8 位，使得对 LCD1602 的数据读写大为方便。
在 LCD1602 内部含有 80 个字节的 DDRAM，它是用来寄存显示字符的。不是所有的地址都可以直接用来显示字符数据，只有第一行中 的 00-0F，第二行中的 40-4F 才能显示，其地址和屏幕的对应关系如下表
1.2 LCD1602 常用指令
（1）清屏指令
功能： 清除液晶显示器，即将 DDRAM 的内容全部填入"空白"的 ASCII 码 20H; 光标归位，即将光标撤回液晶显示屏的左上方; 将地址计数器(AC)的值设为 0。
（2）模式设置指令
功能： 设定每次写入 1 位数据后光标的移位方向，并且设定每次写入的一个字符是 否移动。 I/D：0=写入新数据后光标左移 1=写入新数据后光标右移 S：0=写入新数据后显示屏不移动 1=写入新数据后显示屏整体右移 1 个 字符
（3）显示开关控制指令
功能： 控制显示器开/关、光标显示/关闭以及光标是否闪烁。 D：0=显示功能关 1=显示功能开 C：0=无光标 1=有光标 B：0=光标闪烁 1=光标不闪烁 358
（4）功能设定指令
功能： 设定数据总线位数、显示的行数及字型。 DL：0=数据总线为 4 位 1=数据总线为 8 位 N：0=显示 1 行 1=显示 2 行 F：0=5×7 点阵/每字符 1=5×10 点阵/每字符。
1.3 LCD1602 使用
要使用 LCD1602，首先需要对其初始化，即通过写入一些特定的指令实现。 然后选择要在 LCD1602 的哪个位置显示并将所要显示的数据发送到 LCD 的 DDRAM。使用 LCD1602 通常都是用于写数据进去，很少使用读功能。LCD1602 操 作步骤如下所示：
（1）初始化 （2）写命令（RS=L），设置显示坐标 （3）写数据（RS=H）
在此，不需要读出它的数据的状态或者数据本身。所以只需要看两个写时序：
①当要写指令字，设置 LCD1602 的工作方式时：需要把 RS 置为低电平，RW 置为低电平，然后将数据送到数据口 D0~D7，最后 E 引脚一个高脉冲将数据写入。 ②当要写入数据字，在 1602 上实现显示时：需要把 RS 置为高电平，RW 置为 低电平，然后将数据送到数据口 D0~D7，最后 E 引脚一个高脉冲将数据写入。 写指令和写数据，差别仅仅在于 RS 的电平不一样而已。以下是 LCD1602 的 时序图： 359 从上图可以看到，以上给的时间参数全部是 ns 级别的，而 51 单片机的机器 周期是 1us，指令周期是 2-4 个机器周期，所以即便在程序里不加延时程序，也 可以很好的配合 LCD1602 的时序图：
以上给的时间参数全部是 ns 级别的，而 51 单片机的机器 周期是 1us，指令周期是 2-4 个机器周期，所以即便在程序里不加延时程序，也 可以很好的配合 LCD1602 的时序要求了。 当要写命令字节的时候，时间由左往右，RS 变为低电平，R/W 变为低电平， 注意看是 RS 的状态先变化完成。然后这时，DB0~DB7 上数据进入有效阶段，接 着 E 引脚有一个整脉冲的跳变，接着要维持时间最小值为 tpw=400ns 的 E 脉冲宽 度。然后E引脚负跳变，RS电平变化，R/W 电平变化。这样便是一个完整的LCD1602 写命令的时序 。
2 硬件设计
3 软件设计
实现的功能是：在 LCD1602 液晶上显示字符信息。
程序框架如下： （1）编写 LCD1602 显示函数 （2）编写主函数
#include "lcd1602.h"
/********************************************************************
***********
* 函 数 名 : lcd1602_write_cmd
* 函数功能 : LCD1602 写命令
* 输 入 : cmd：指令
* 输 出 : 无
*********************************************************************
**********/
#if (LCD1602_4OR8_DATA_INTERFACE==0)//8 位 LCD
void lcd1602_write_cmd(u8 cmd)
{
LCD1602_RS=0;//选择命令
LCD1602_RW=0;//选择写
LCD1602_E=0;
LCD1602_DATAPORT=cmd;//准备命令
delay_ms(1);
LCD1602_E=1;//使能脚 E 先上升沿写入
delay_ms(1);
LCD1602_E=0;//使能脚 E 后负跳变完成写入
}
#else //4 位 LCD
void lcd1602_write_cmd(u8 cmd)
{
LCD1602_RS=0;//选择命令
LCD1602_RW=0;//选择写
LCD1602_E=0;
LCD1602_DATAPORT=cmd;//准备命令
delay_ms(1);
LCD1602_E=1;//使能脚 E 先上升沿写入
delay_ms(1);
LCD1602_E=0;//使能脚 E 后负跳变完成写入
LCD1602_DATAPORT=cmd<<4;//准备命令
delay_ms(1);
LCD1602_E=1;//使能脚 E 先上升沿写入
delay_ms(1);
LCD1602_E=0;//使能脚 E 后负跳变完成写入
}
#endif
/********************************************************************
***********
* 函 数 名 : lcd1602_write_data
* 函数功能 : LCD1602 写数据
* 输 入 : dat：数据
* 输 出 : 无
*********************************************************************
**********/
#if (LCD1602_4OR8_DATA_INTERFACE==0)//8 位 LCD
void lcd1602_write_data(u8 dat)
{
LCD1602_RS=1;//选择数据
LCD1602_RW=0;//选择写
LCD1602_E=0;
LCD1602_DATAPORT=dat;//准备数据
delay_ms(1);
LCD1602_E=1;//使能脚 E 先上升沿写入
delay_ms(1);
LCD1602_E=0;//使能脚 E 后负跳变完成写入
}
#else
void lcd1602_write_data(u8 dat)
{
LCD1602_RS=1;//选择数据
LCD1602_RW=0;//选择写
LCD1602_E=0;
LCD1602_DATAPORT=dat;//准备数据
delay_ms(1);
LCD1602_E=1;//使能脚 E 先上升沿写入
delay_ms(1);
LCD1602_E=0;//使能脚 E 后负跳变完成写入
LCD1602_DATAPORT=dat<<4;//准备数据
delay_ms(1);
LCD1602_E=1;//使能脚 E 先上升沿写入
delay_ms(1);
LCD1602_E=0;//使能脚 E 后负跳变完成写入
}
#endif
/********************************************************************
***********
* 函 数 名 : lcd1602_init
* 函数功能 : LCD1602 初始化
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*********************************************************************
**********/
#if (LCD1602_4OR8_DATA_INTERFACE==0)//8 位 LCD
void lcd1602_init(void)
{
lcd1602_write_cmd(0x38);//数据总线 8 位，显示 2 行，5*7 点阵/字符
lcd1602_write_cmd(0x0c);//显示功能开，无光标，光标闪烁
lcd1602_write_cmd(0x06);//写入新数据后光标右移，显示屏不移动
lcd1602_write_cmd(0x01);//清屏
}
#else
void lcd1602_init(void)
{
lcd1602_write_cmd(0x28);//数据总线 4 位，显示 2 行，5*7 点阵/字符
lcd1602_write_cmd(0x0c);//显示功能开，无光标，光标闪烁
lcd1602_write_cmd(0x06);//写入新数据后光标右移，显示屏不移动
lcd1602_write_cmd(0x01);//清屏
}
#endif
/********************************************************************
***********
* 函 数 名 : lcd1602_clear
* 函数功能 : LCD1602 清屏
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*********************************************************************
**********/
void lcd1602_clear(void)
{
lcd1602_write_cmd(0x01);
}
/********************************************************************
***********
* 函 数 名 : lcd1602_show_string
* 函数功能 : LCD1602 显示字符
* 输 入 : x,y：显示坐标，x=0~15，y=0~1;
str：显示字符串
* 输 出 : 无
*********************************************************************
**********/
void lcd1602_show_string(u8 x,u8 y,u8 *str)
{
u8 i=0;
if(y>1||x>15)return;//行列参数不对则强制退出
if(y<1) //第 1 行显示
{
while(*str!='\0')//字符串是以'\0'结尾，只要前面有内容就显示
{
if(i<16-x)//如果字符长度超过第一行显示范围，则在第二行继续显示
{
lcd1602_write_cmd(0x80+i+x);//第一行显示地址设置
}
else
{
lcd1602_write_cmd(0x40+0x80+i+x-16);//第二行显示地址设置
}
lcd1602_write_data(*str);//显示内容
str++;//指针递增
i++;
}
}
else //第 2 行显示
{
while(*str!='\0')
{
if(i<16-x) //如果字符长度超过第二行显示范围，则在第一行继续显示
{
lcd1602_write_cmd(0x80+0x40+i+x);
}
else
{
lcd1602_write_cmd(0x80+i+x-16);
}
lcd1602_write_data(*str);
str++;
i++;
}
}
}IO扩展(并转串口)-74HC165
本讲主要内容
1.74HC165芯片介绍
2.硬件设计
3.软件设计
1.74HC165芯片介绍
74HC165 是 8 位并行输入串行输出移位寄存器，它是一款高速 CMOS 器件，遵循 JEDEC 标准。
2.硬件设计
3.软件设计
本章所要实现的功能是：独立按键 K1-K8 按下对应控制 D1-D8 亮。
RS485通信实验
- 1.RS485通信介绍
-
2.硬件设计
3.软件设计
1.RS485通信介绍
RS485的特点：
（1）接口电平低，不易损坏芯片。
（2）传输速率高。
（3）抗干扰能力强。
（4）传输距离远，支持节点多
2.硬件设计
3.软件设计
实现的功能是：当串口助手发送数据给单片机，单片机原封不动转发给串口助手显示。