本刊上期介紹單片機(jī)捕獲紅外遙控器解碼方法電路原路和程序設(shè)計(jì)方法，并給出了實(shí)例。這一講將介紹單片機(jī)驅(qū)動LCD1602 液晶顯示模塊。通過該講，讀者可以掌握LCD1602 液晶的工作原理和如何通過單片機(jī)來驅(qū)動LCD1602 液晶。

　　一、原理簡介

　　液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點(diǎn)，在嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，這講中向大家介紹的LCD1602 液晶顯示模塊（其內(nèi)部控制器為HD44780 芯片），它可以顯示兩行，每行16 個(gè)字符，因此可相當(dāng)于32 個(gè)LED 數(shù)碼管，而且比數(shù)碼管顯示的信息還多。采用單+5V 電源供電，外圍電路配置簡單，價(jià)格便宜，具有很高的性價(jià)比。

　　LCD1602 外觀如圖1（a） 所示。1602 字符型LCD 模塊的管腳分布如圖1（b） 所示， 其管腳各功能如表1 所示。

圖1 (a) LCD1602外觀圖 (b) LCD1602管腳分布圖

　　值得提出的是，各種液晶廠家均有提供幾乎都是同樣規(guī)格的1602 模塊或兼容模塊，盡管各廠家的對其各自的產(chǎn)品命名不盡相同；但其初采用的LCD 控制器采用的是HD44780，在各廠家生產(chǎn)的1602 模塊當(dāng)中，基本上也都采用了與之兼容的控制IC，所以從特性上基本上是一樣的；當(dāng)然，很多廠商提供了不同的字符顏色、背光色之類的顯示模塊。

　　LCD1602 有11 個(gè)控制指令， 見表2。其中，DDRAM ：顯示數(shù)據(jù)RAM，用來寄存待顯示的字符代碼；CGROM ：字符發(fā)生存儲器；CGRAM ：用戶自定義的字符圖形RAM。限于篇幅原因在此不做詳細(xì)敘述，讀者可以上網(wǎng)查看HD44780 芯片資料和LCD1602 數(shù)據(jù)手冊。

　　這里介紹幾個(gè)LCD1602 編程時(shí)經(jīng)常用到的幾個(gè)指令，見表3。

　　二、電路詳解

　　如圖2 所示，1602 液晶的控制管腳都接到了單片機(jī)管腳上，前文提到，在功能設(shè)置指令中可以將液晶設(shè)為8 位數(shù)據(jù)接口和4 位數(shù)據(jù)接口，圖中采用的是8位的數(shù)據(jù)接口，當(dāng)然也可以當(dāng)四位數(shù)據(jù)接口來用。液晶電源正端接5V，負(fù)端接地，背光正端接5V，負(fù)端接地。此外，液晶的偏壓管腳（VO）接到一個(gè)電位器的中間抽頭，電位器的兩端分別接5V 和地，這樣就可通過調(diào)節(jié)電位器來實(shí)現(xiàn)對1602 液晶對比度的調(diào)節(jié)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試，筆者手里的1602 液晶的偏壓管腳的電壓調(diào)節(jié)到0.3~0.4V 時(shí)對比度效果，也可以將該管腳通過一個(gè)1k 的電阻下拉到地。讀者可以自己實(shí)踐測試。

圖2 1602液晶與單片機(jī)的連接圖

　　三、程序設(shè)計(jì)

　　在對1602 液晶設(shè)計(jì)程序前，我們先看下其讀寫時(shí)序圖，從圖3 和圖4 可以看出，1602 液晶的讀寫操作時(shí)序可總結(jié)成表4 所示。

圖3 1602液晶讀操作的時(shí)序圖

圖4 1602液晶寫操作的時(shí)序圖

　　對照時(shí)序，我們可以很容易的寫出驅(qū)動液晶的各個(gè)子函數(shù)，如下所示。

　　寫命令函數(shù)：向寄存器寫入控制字

　　參數(shù)：command － 控制字

　　void LCD_en_command（unsigned char command）

　　{

　　LCD_delay（）； // 延時(shí)一段時(shí)間

　　LCD1602_RW=LOW; // 寫命令時(shí)，R/W 為低電平

　　LCD1602_RS=LOW; // 寫入指令，RS 為低電平

　　LCD1602_EN=HIGH; // 置高使能線

　　LCDIO=command; // 接收命令字并送到數(shù)據(jù)總線上

　　LCD1602_EN=LOW; // 在使能線的下降沿寫入數(shù)據(jù)

　　}

　　寫數(shù)據(jù)函數(shù)：向寄存器寫入數(shù)據(jù)

　　參數(shù)：dat － 待要顯示數(shù)據(jù)

　　void LCD_en_dat（unsigned char dat）

　　{

　　LCD_delay（）； // 延時(shí)一段時(shí)間

　　LCD1602_RW=LOW; // 寫指令時(shí)，R/W 為低電平

　　LCD1602_RS=LOW; // 寫入數(shù)據(jù)，RS 為高電平

　　LCD1602_EN=HIGH; // 置高使能線

　　LCDIO=dat; // 接收數(shù)據(jù)并送到數(shù)據(jù)總線上

　　LCD1602_EN=LOW; // 在使能線的下降沿寫入數(shù)據(jù)

　　}

　　要使1602 液晶能正常工作和操作方便，除了寫數(shù)據(jù)和命令函數(shù)外，還需要進(jìn)行初始化等操作，先將本講中所用到的操作1602 液晶的主要函數(shù)設(shè)計(jì)如下。

　　液晶初始化函數(shù)：設(shè)置液晶的工作方式

　　void LCD_init（void）

　　{

　　delaylcd_nms（5）；

　　LCD_en_com_nobusy（DATA_MODE）；

　　// 延時(shí)5ms, 寫指令，不檢測忙信號

　　delaylcd_nms（5）；

　　LCD_en_com_nobusy（DATA_MODE）；

　　// 延時(shí)5ms, 寫指令，不檢測忙信號

　　delaylcd_nms（5）；

　　LCD_en_com_nobusy（DATA_MODE）；

　　// 延時(shí)5ms, 寫指令，不檢測忙信號

　　LCD_en_com（DATA_MODE）；

　　// 設(shè)置為８位數(shù)據(jù)傳送模式

　　delaylcd_nms（5）；

　　LCD_en_com（OPEN_SCREEN）； // 開顯示

　　LCD_en_com（DISPLAY_ADDRESS）； // 設(shè)置顯示地址

　　CLEARSCREEN; // 清屏

　　}

　　設(shè)置顯示坐標(biāo)函數(shù)：設(shè)置字符的顯示位置，行、列坐標(biāo)

　　參數(shù)： x －列坐標(biāo)，y －行坐標(biāo)

　　void LCD_set_xy（ unsigned char x, unsigned char y ）

　　{

　　unsigned char address;

　　if （y == LINE1） // 判斷行

　　address = LINE1_HEAD + x; // 設(shè)置列坐標(biāo)

　　else

　　address = LINE2_HEAD + x;

　　LCD_en_command（address）； // 將地址寫入寄存器

　　}

　　寫字符函數(shù)：向液晶寫一個(gè)字符

　　參數(shù)：x －列坐標(biāo)，y －行坐標(biāo)，dat －將要顯示的字符數(shù)據(jù)

　　void LCD_write_char（ unsigned x,unsigned char y,unsigned char dat）

　　{

　　LCD_set_xy（ x, y ）； // 首先設(shè)置顯示坐標(biāo)

　　LCD_en_dat（dat）； // 寫數(shù)據(jù)

　　}

　　寫字符串函數(shù)：向液晶寫入字符串

　　參數(shù)：x －列坐標(biāo)，y －行坐標(biāo)，*s －將要顯示的字符串?dāng)?shù)據(jù)

　　void LCD_write_string（unsigned char x,unsigned char y，unsigned

　　char *s）

　　{

　　LCD_set_xy（ x, y ）； // 首先設(shè)置顯示坐標(biāo)

　　while （*s） // 判斷是否結(jié)束

　　{

　　LCDIO=*s;// 循環(huán)調(diào)用寫數(shù)據(jù)函數(shù)

　　LCD_en_dat（*s）；

　　s ++;

　　}

　　}

　　四、調(diào)試要點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

　　接好硬件（特別是連接好1602 液晶），通過冷啟動方式將程序所生成的。hex 文件到單片機(jī)運(yùn)行后，復(fù)位單片機(jī)，然后可在學(xué)習(xí)板上看到液晶的顯示的字符（如圖5 所示）。

圖5 1602液晶顯示界面

　　調(diào)試時(shí)應(yīng)注意的是，因?yàn)橐壕У膬?nèi)部顯示操作需要一定的時(shí)間，因此如果單片機(jī)在對1602 液晶寫操作時(shí)不進(jìn)行讀忙操作，就應(yīng)該延時(shí)足夠的時(shí)間（可用延時(shí)函數(shù)）以讓液晶內(nèi)部能夠接收命令或數(shù)據(jù)，否則會讓液晶無法工作或者工作不正常。此外對于V0 管腳，作為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度弱，接地電源時(shí)對比度，對比度過高時(shí)會產(chǎn)生“鬼影”，因此可通過一個(gè)電位器實(shí)現(xiàn)對其的電壓調(diào)整，前文提到，將其調(diào)節(jié)到0.3~0.4V 時(shí)對比度效果。

　　五、總結(jié)

　　本講介紹了字符型液晶1602 的工作原理并給出了實(shí)例，通過該講，讀者可以了解和掌握51 單片機(jī)驅(qū)動1602 液晶的方法。下講將講述單片機(jī)驅(qū)動帶字庫的128X64 液晶，敬請期待。