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當(dāng)前位置:首頁 >> 技術(shù)支持 在日常生活中,我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件,如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到,顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。在單片機的人機交流界面中,一般的輸出方式有以下幾種:發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和LED數(shù)碼管比較常用,軟硬件都比較簡單,在前面章節(jié)已經(jīng)介紹過,在此不作介紹,本章重點介紹字符型液晶顯示器的應(yīng)用。 ?xml:namespace> 在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點: 顯示質(zhì)量高 由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度,恒定發(fā)光,而不像陰極射線管顯示器(CRT)那樣需要不斷刷新新亮點。因此,液晶顯示器畫質(zhì)高且不會閃爍。 數(shù)字式接口 液晶顯示器都是數(shù)字式的,和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠,操作更加方便。 體積小、重量輕 液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的,在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。 功耗低 相對而言,液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動IC上,因而耗電量比其它顯示器要少得多。 10.8.1 液晶顯示簡介 ①液晶顯示原理 液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性,通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制,有電就有顯示,這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點,目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機、PDA移動通信工具等眾多領(lǐng)域。 ②液晶顯示器的分類 液晶顯示的分類方法有很多種,通??砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點陣式等。除了黑白顯示外,液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動方式來分,可以分為靜態(tài)驅(qū)動(Static)、單純矩陣驅(qū)動(Simple Matrix)和主動矩陣驅(qū)動(Active Matrix)三種。 ③液晶顯示器各種圖形的顯示原理: 線段的顯示 點陣圖形式液晶由M×N個顯示單元組成,假設(shè)LCD顯示屏有64行,每行有128列,每8列對應(yīng)1字節(jié)的8位,即每行由16字節(jié),共16×8=128個點組成,屏上64×16個顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對應(yīng),每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定,當(dāng)(000H)=FFH時,則屏幕的左上角顯示一條短亮線,長度為8個點;當(dāng)(3FFH)=FFH時,則屏幕的右下角顯示一條短亮線;當(dāng)(000H)=FFH,(001H)=00H,(002H)=00H,……(00EH)=00H,(00FH)=00H時,則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。 字符的顯示 用LCD顯示一個字符時比較復(fù)雜,因為一個字符由6×8或8×8點陣組成,既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié),還要使每字節(jié)的不同位為“1”,其它的為“0”,為“1”的點亮,為“0”的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說,顯示字符就比較簡單了,可以讓控制器工作在文本方式,根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址,設(shè)立光標(biāo),在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。 漢字的顯示 漢字的顯示一般采用圖形的方式,事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼(一般用字模提取軟件),每個漢字占32B,分左右兩半,各占16B,左邊為1、3、5……右邊為2、4、6……根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對應(yīng)的地址,設(shè)立光標(biāo),送上要顯示的漢字的第一字節(jié),光標(biāo)位置加1,送第二個字節(jié),換 行按列對齊,送第三個字節(jié)……直到32B顯示完就可以LCD上得到一個完整漢字。 10.8.2 1602字符型LCD簡介 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD,目前常用16*1,16*2,20*2和40*2行等的模塊。下面以長沙太陽人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例,介紹其用法。一般1602字符型液晶顯示器實物如圖10-53: ?xml:namespace> 圖10-53 1602字符型液晶顯示器實物圖 10.8.2.1 1602LCD的基本參數(shù)及引腳功能 1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種,基控制器大部分為HD44780,帶背光的比不帶背光的厚,是否帶背光在應(yīng)用中并無差別,兩者尺寸差別如下圖10-54所示: 圖10-54 1602LCD尺寸圖 1602LCD主要技術(shù)參數(shù): 顯示容量:16×2個字符 芯片工作電壓:4.5—5.5V 工作電流:2.0mA(5.0V) 模塊最佳工作電壓:5.0V 字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm 引腳功能說明 1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳(無背光)或16腳(帶背光)接口,各引腳接口說明如表10-13所示:
表10-13:引腳接口說明表 第1腳:VSS為地電源。 第2腳:VDD接5V正電源。 第3腳:VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端,接正電源時對比度最弱,接地時對比度最高,對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”,使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。 第4腳:RS為寄存器選擇,高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第5腳:R/W為讀寫信號線,高電平時進(jìn)行讀操作,低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址,當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號,當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第6腳:E端為使能端,當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時,液晶模塊執(zhí)行命令。 第7~14腳:D0~D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 第15腳:背光源正極。 第16腳:背光源負(fù)極。 10.8.2.3 1602LCD的指令說明及時序 1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令,如表10-14所示:
表10-14:控制命令表 1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。(說明:1為高電平、0為低電平) 指令1:清顯示,指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。 指令2:光標(biāo)復(fù)位,光標(biāo)返回到地址00H。 指令3:光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D:光標(biāo)移動方向,高電平右移,低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效,低電平則無效。 指令4:顯示開關(guān)控制。 D:控制整體顯示的開與關(guān),高電平表示開顯示,低電平表示關(guān)顯示 C:控制光標(biāo)的開與關(guān),高電平表示有光標(biāo),低電平表示無光標(biāo) B:控制光標(biāo)是否閃爍,高電平閃爍,低電平不閃爍。 指令5:光標(biāo)或顯示移位 S/C:高電平時移動顯示的文字,低電平時移動光標(biāo)。 指令6:功能設(shè)置命令 DL:高電平時為4位總線,低電平時為8位總線 N:低電平時為單行顯示,高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示5x7的點陣字符,高電平時顯示5x10的點陣字符。 指令7:字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。 指令8:DDRAM地址設(shè)置。 指令9:讀忙信號和光標(biāo)地址 BF:為忙標(biāo)志位,高電平表示忙,此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù),如果為低電平表示不忙。 指令10:寫數(shù)據(jù)。 指令11:讀數(shù)據(jù)。 與HD44780相兼容的芯片時序表如下:
表10-15:基本操作時序表 讀寫操作時序如圖10-55和10-56所示: 圖10-55 讀操作時序 圖10-56 寫操作時序 10.8.2.4 1602LCD的RAM地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫表 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件,所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平,表示不忙,否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址,也就是告訴模塊在哪里顯示字符,圖10-57是1602的內(nèi)部顯示地址。 圖10-57 1602LCD內(nèi)部顯示地址 例如第二行第一個字符的地址是40H,那么是否直接寫入40H就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個字符的位置呢?這樣不行,因為寫入顯示地址時要求最高位D7恒定為高電平1所以實際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是01000000B(40H)+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。 在對液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式,在液晶模塊顯示字符時光標(biāo)是自動右移的,無需人工干預(yù)。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器(CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形,如圖10-58所示,這些字符有:阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等,每一個字符都有一個固定的代碼,比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B(41H),顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來,我們就能看到字母“A” 圖10-58 字符代碼與圖形對應(yīng)圖 10.8.2.5 1602LCD的一般初始化(復(fù)位)過程 延時15mS 寫指令38H(不檢測忙信號) 延時5mS 寫指令38H(不檢測忙信號) 延時5mS 寫指令38H(不檢測忙信號) 以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號 寫指令38H:顯示模式設(shè)置 寫指令08H:顯示關(guān)閉 寫指令01H:顯示清屏 寫指令06H:顯示光標(biāo)移動設(shè)置 寫指令0CH:顯示開及光標(biāo)設(shè)置 10.8.3 1602LCD的軟硬件設(shè)計實例 在1602LCD第一行顯示網(wǎng)站名:www.hificat.com在第二行顯示聯(lián)系電話:0571-85956028。實驗前應(yīng)先將顯示切換開關(guān)切換到LCD工作狀態(tài)。 圖10-59 1602LCD實驗演示圖 10.8.3.1 硬件原理圖 1602液晶顯示模塊可以和單片機AT89C51直接接口,電路如圖10-60所示。 圖10-60 硬件原理圖 10.8.3.2 程序流程圖 圖10-61 軟件流程圖 10.8.3.3 軟件代碼 #include <reg51.h> #include <intrins.h> sbit rs= P2^0; sbit rw = P2^1; sbit ep = P2^2; unsigned char code dis1[] = {"www.hificat.com"}; unsigned char code dis2[] = {"0571-85956028"}; void delay(unsigned char ms) { unsigned char i; while(ms) { for(i = 0; i< 250; i++) { _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); } } } bit lcd_bz() { bit result; rs = 0; rw = 1; ep = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); result = (bit)(P0 & 0x80); ep = 0; return result; } void lcd_wcmd(unsigned char cmd) { while(lcd_bz());//判斷LCD是否忙碌 rs = 0; rw = 0; ep = 0; _nop_(); _nop_(); P0 = cmd; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); ep = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); ep = 0; } void lcd_pos(unsigned char pos) { lcd_wcmd(pos | 0x80); } void lcd_wdat(unsigned char dat) { while(lcd_bz());//判斷LCD是否忙碌 rs = 1; rw = 0; ep = 0; P0 = dat; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); ep = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); ep = 0; } void lcd_init() { lcd_wcmd(0x38); delay(1); lcd_wcmd(0x0c); delay(1); lcd_wcmd(0x06); delay(1); lcd_wcmd(0x01); delay(1); } void main(void) { unsigned char i; lcd_init();// 初始化LCD delay(10); lcd_pos(0x01);//設(shè)置顯示位置 i = 0; while(dis1[i] != '\0') { lcd_wdat(dis1[i]);//顯示字符 i++; } lcd_pos(0x42);// 設(shè)置顯示位置 i = 0; while(dis2[i] != '\0') { lcd_wdat(dis2[i]);// 顯示字符 i++; } |