LCD1602工作原理介绍
LCD1602液晶显示屏简介
LCD1602（Liquid Crystal Display）是一种工业字符型液晶，能够同时显示16×02即32字符(16列两行)，LCD1602主要用来显示数字、字母、图形以及少量自定义字符。可以显示2行16个字符，拥有16个引脚，其中8位数据总线D0-D7，和RS、R/W、EN三个控制端口，工作电压为5V，并且带有字符对比度调节V0和背光源AK。
LCD1602实物图
LCD1602主要参数
- 显示字符:16×2个字符
- 工作电压:4.5~5V
- 工作电流:2.0mA
- 工作温度：-20°C~70°C
- 模块最佳工作电压:5.0V
- 单个字符尺寸2.95×4.35（W×Hmm）
- 引脚：16脚
LCD1602引脚功能
引脚1(VSS/GND)：地引脚
引脚2(VDD/VCC)：电源引脚
引脚3(VL)：液晶显示器对比度引脚，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高,使用时可以通过外接一个电位器调整其对比度。
引脚4(RS)：寄存器选择脚，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
引脚5(R/W)：读(read)/写(write)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。
引脚6(E)：使能端，当E端由高电平跳变为低电平时，液晶模块执行命令。
引脚7-14(D0~D7)： 8位双向数据线 用于单片机向1602写入数据和从1602读取数据
引脚15(BLA)：背光源正极
引脚16(BLK)：背光源负极
LCD1602引脚接线（51单片机）
虽然看到LCD1602的引脚很多，但是总体分下来其实只需要分成三个部分记忆去接线就好了。
第一部分（电源、接地）：这里会分为两组，一组是VDD/GND组，主要给模块供电、另一组是BLA/BLK组，主要给背光源供电。由于VL引脚接地，也将它放在此部分记忆。
注：两组我的写法都是以接5V电源/接地的顺序写的，当然也可以按着引脚说明部分自己注意甄别。
第二部分（IO口）：也就是引脚7-14（D0-D7）由于他是8位双向数据线，所以按照顺序依次接51单片机P0^0引脚-P0^7引脚
第三部分（信号线）：引脚RS（数据命令选择端）、R/W（读写选择端）、E（使能信号）可以随意选择其他IO口接线，这里以我自己写的代码所定义的引脚为例（C代码）：
LCD1602的RAM地址
LCD1602,总共显示为16行2列，对应着32个RAM地址，在使用的时候，需要在哪个位置显示，就写入对应的RAM地址，然后再写入需要的字符，对应就会显示该字符。
下图是LCD1602的内部显示地址
一共32个地址，对应2行16列
如果我要在第二行第一个位置显示字符，它的地址是 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？
答：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)。
那要显示什么字符呢就需要结课ASCII码表
如上图所示，需要写入哪个字符，就直接设置对应进制码就可以了，比如数字1，代码是0011 0001与ASCII码一致。也就是表中的ASCII码字符的地址和实际的ASCII码字符是一样的。
读时序、写时序及数序参数
以下为读时序和写时序的图以及数序参数。
读时序：
写时序：
数序参数：
写时序代码实现
首先我们先来观察写时序的图，通过时序图来确定代码
在前面引脚功能部分有提到RS引脚为寄存器选择脚，高电平（1）时为选择数据寄存器、低电平（0）时为选择指令寄存器。我们知道液晶显示模块需要先有告诉在显示屏哪个地址显示字符后，再做显示字符操作，选择指令寄存器就是告知模块指令或地址、选择数据寄存器则是写入数据操作。不过要结合R/W来看。
告知模块指令或地址时的写时序中一开始需要让RS = 0，继续观察写时序图我们会发现E一开始也是低电平，R/W一开始可高可低，但是根据后续变化来看，主要实现操作的电平为低电平，所以干脆直接在写时序里全程低电平，即：
RS = 0;
R/W = 0;
EN = 0;//在定义时，将E接口命名成了EN
如图，我们需要延时tsp1的时间为传输数据做准备，而后E会给到一个上升沿，这个时候指令就开始写入LCD中，此刻根据数序参数给到一定的延时后，将E置低电平。
在准备传输数据阶段期间，其实已经开始将指令数据送到数据口D0~D7，所以综合以上时序的解析，代码如下：
注：这个是一个自己写的函数，在主程序中调用，其中char cmd传进来的是需要显示字符的地址，check_busy();这个是读忙的函数，后续会提到，databuffer是之前定义的P0口，其中用到_nop_();做延时作用，它是一个空函数，运行它时大概需要1.085微妙，足够满足数序参数的需求。不过值得注意的是_nop_();需要加头文件#include "intrins.h"。
在写入数据时的写时序，只需要RS需要为高电平，其他和告知模块指令或地址时一致，代码如下：
LCD1602初始化
我们可以根据一下步骤进行书写LCD1602的初始化
LCD1602 初始化过程(8bit)
（1）延时 15ms
（2）写指令 38H(不检测忙信号)
（3）延时 5ms
（4）以后每次写指令，读/写数据操作均需要检测忙信号
（5）写指令 38H：显示模式设置
（6）写指令 08H：显示关闭
（7）写指令 01H：显示清屏
（8）写指令 06H：显示光标移动设置
（9）写指令 0CH：显示开及光标设置
LCD1602 初始化过程(4bit)
（01）延时 50ms
（02）发送 0x03(4bit)(rs=0,rw=0)
（03）延时 4.5ms
（04）发送 0x03(4bit)(rs=0,rw=0)
（05）延时 4.5ms
（06）发送 0x03(4bit)(rs=0,rw=0)
（07）延时 150μs
（08）发送 0x02(4bit)(rs=0,rw=0)
（09）写指令 28H(8bit)
（10）写指令 0CH(8bit)
（11）写指令 01H(8bit)
（12）延时 2ms(8bit)
（13）写指令 06H(8bit)
因为我操作的是8bit的情况，如下图代码实现：
LCD1602操作指令——读忙指令
LCD1602一共有11条指令，今天主要说读忙指令
1602液晶模块的读写操作，屏幕和光标的操作都是通过指令来实现的。（1为高电平，0为低电平），操作指令整理如下图：
读忙指令
BF：忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或数据，如果为低电平表示不忙
读忙指令编码可以知道要RS=0，R/W=1，这时需要观察读时序的图来判断E的状态，如下图
依旧是我们需要延时tsp1的时间，并等待E提供一个上升沿，并延时一段时间，只是在读数据时是在E=1之后，所以获取数据的位置需要改变，其他E的状态变化和写时序没太大区别，代码如下
这时我们需要做一个循环判断，来确定指令是不是处于忙状态，前面有提到当BF = 1时为忙状态，而它位于DB7口，其他IO口无所谓，所以可以定义一个tmp=0x80，databuffer=0x80，这样如上图所示，用databuffer给tmp赋值，当databuffer的P0^7口为0或1时，做while(tmp & 0x80)的判断。完整代码如下：
这时，我想要输出一个字符'C'的话，主函数如下写即可。
当然，如果想输出一个字符串需要再做一个函数，如下图：
注：其中row和col做的是在LCD1602的第几行显示的判断，row利用switch做判断，col做逻辑选择。这里解析一下0x80+col和0x80+0x40+col的操作为什么可以确定是第几行，0x80在前面已经有聊到过为什么需要加，写入显示地址时要求最高位 D7 恒定为高电平 1 。而第一行的第一个地址是00，也就是0x00，换算为十进制为0，而第二行地址为40，即0x40，换算为十进制则是64，但是由于不太美观且和上面不一致，不如写成0x80+0x40+0这样，就可以以形参的形式传递，具有比较好的观感。最后一个则是传递字符串的。
OK，今天的介绍就到这里吧，以下为完整代码
完整代码
#include "reg52.h"
#include "intrins.h"
/*
RS -- P1.0
RW -- P1.1
E -- P1.4 */
#define databuffer P0 //定义8位数据线，Po端口组
sbit RS = P1^0;
sbit RW = P1^1;
sbit EN = P1^4;
void check_busy()
{
char tmp = 0x80;
databuffer = 0x80;
while(tmp & 0x80){//1000 0000
RS = 0;
RW = 1;
EN = 0;
_nop_();
EN = 1;
_nop_();
_nop_();
tmp = databuffer;
EN = 0;
_nop_();
}
}
void Write_Cmd_Func(char cmd)
{
check_busy();
RS = 0;
RW = 0;
EN = 0;
_nop_();
databuffer = cmd;
_nop_();
EN = 1;
_nop_();
_nop_();
EN = 0;
_nop_();
}
void Write_Data_Func(char dataShow)
{
check_busy();
RS = 1;
RW = 0;
EN = 0;
_nop_();
databuffer = dataShow;
_nop_();
EN = 1;
_nop_();
_nop_();
EN = 0;
_nop_();
}
void Delay15ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j;
i = 27;
j = 226;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
void Delay5ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j;
i = 9;
j = 244;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
void LCD1602_INIT()
{
//（1）延时 15ms
Delay15ms();
//（2）写指令 38H(不检测忙信号)
Write_Cmd_Func(0x38);
//（3）延时 5ms
Delay5ms();
//（4）以后每次写指令，读/写数据操作均需要检测忙信号
//（5）写指令 38H：显示模式设置
Write_Cmd_Func(0x38);
//（6）写指令 08H：显示关闭
Write_Cmd_Func(0x08);
//（7）写指令 01H：显示清屏
Write_Cmd_Func(0x01);
//（8）写指令 06H：显示光标移动设置
Write_Cmd_Func(0x06);
//（9）写指令 0CH：显示开及光标设置}
Write_Cmd_Func(0x0c);
}
void LCD1602_showLine(char row, char col, char *string)
{
switch(row){
case 1:
Write_Cmd_Func(0x80+col);
while(*string){
Write_Data_Func(*string);
string++;
}
break;
case 2:
Write_Cmd_Func(0x80+0x40+col);
while(*string){
Write_Data_Func(*string);
string++;
}
break;
}
}
void main()
{
char position = 0x80 + 0x05;
//char dataShow = 'C';
LCD1602_INIT();
LCD1602_showLine(1,5,"NO.1");
LCD1602_showLine(2,0,"clc handsome");
}