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)碼管比擬常用，軟硬件都比擬簡單，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用。在單片機系統(tǒng)中應用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點：顯示質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)來到達顯示的目的，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部的電極和驅動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)模集成電路直接驅動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、PDA移動通信工具等眾多領域。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)驅動方式來分，可以分為靜態(tài)驅動〔Static〕、單純矩陣驅動〔SimpleMatrix〕和主動矩陣驅動〔ActiveMatrix〕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LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應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，每一字節(jié)的內容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內容決定，當〔000H〕=FFH時，那么屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個點；當〔3FFH〕=FFH時，那么屏幕的右下角顯示一條短亮線；當〔000H〕=FFH，〔001H〕=00H，〔002H〕=00H，……〔00EH〕=00H，〔00FH〕=00H時，那么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顯示的根本原理。字符的顯示用LCD顯示一個字符時比擬復雜，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。但由于內帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比擬簡單了，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對應的地址，設立光標，在此送上該字符對應的代碼即可。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對應的地址，設立光標，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標位置加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。10．8．21602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：圖10-531602字符型液晶顯示器實物圖10．8.2.11602LCD的根本參數(shù)及引腳功能1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大局部為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差異，兩者尺寸差異如下列圖10-54所示：圖10-541602LCD尺寸圖1602LCD主要技術參數(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)模塊最正確工作電壓:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm引腳功能說明1602LCD采用標準的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:編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極表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為液晶顯示器比照度調整端，接正電源時比照度最弱，接地時比照度最高，比照度過高時會產(chǎn)生“鬼影〞，使用時可以通過一個10K的電位器調整比照度。第4腳：RS為存放器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)存放器、低電平時選擇指令存放器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當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：背光源負極。10．8．2．31602LCD的指令說明及時序1602液晶模塊內部的控制器共有11條控制指令，如表10-14所示：序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM〕10要寫的數(shù)據(jù)內容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內容表10-14：控制命令表1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的?！舱f明：1為高電平、0為低電平〕指令1：清顯示，指令碼01H,光標復位到地址00H位置。指令2：光標復位，光標返回到地址00H。指令3：光標和顯示模式設置I/D：光標移動方向，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，低電平那么無效。指令4：顯示開關控制。D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標或顯示移位S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。指令6：功能設置命令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地址設置。指令8：DDRAM地址設置。指令9：讀忙信號和光標地址BF：為忙標志位，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：讀狀態(tài)輸入RS=L，R/W=H，E=H輸出D0—D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L，R/W=L，D0—D7=指令碼，E=高脈沖輸出無讀數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=H，E=H輸出D0—D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=L，D0—D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出無表10-15：根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10．8．2．41602LCD的RAM地址映射及標準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模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否那么此指令失效。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的內部顯示地址。圖10-571602LCD內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)應該是01000000B〔40H〕+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。在對液晶模塊的初始化中要先設置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時光標是自動右移的，無需人工干預。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：阿拉伯數(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，比方大寫的英文字母“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圖10．8．2．51602LCD的一般初始化〔復位〕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：顯示模式設置寫指令08H：顯示關閉寫指令01H：顯示清屏寫指令06H：顯示光標移動設置寫指令0CH：顯示開及光標設置10．8．31602LCD的軟硬件設計實例在1602LCD第一行顯示網(wǎng)站名：hificat在第二行顯示聯(lián)系實驗前應先將顯示切換開關切換到LCD工作狀態(tài)。10．8．3．1硬件原理圖LCD液晶顯示，用16F877A寫程序如下：寫一個字符串程序：#include<pic.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineDBPORTD//定義端口#definersRB0#defineeRB1__CONFIG(0x3B31);constuchardata[]="happyeveryday";//輸入的字符串第一行constuchardata1[]="xiexie";//第二行voidinit();voidwrite_commond(uchardat);//寫指令函數(shù)voidwrite_data(uchardat);//寫數(shù)據(jù)函數(shù)voiddelay(uintx);voiddelay(uintx){uinta,b;for(a=x;a>0;a--)for(b=110;b>0;b--);}voidinit()//初始化指令{ write_commond(0x01);//0000000001，去除屏幕顯示 write_commond(0x28);//設置4位格式，2行，5X7,功能設定 write_commond(0x0C);//0000001100，開顯示，無光標，不閃爍 write_commond(0x06);//0000000110，置輸入模式，光標右移，屏幕上的文字不移動 write_commond(0x14);//0001000100，設定CGRAM地址顯示屏或光標移動方向}voidwrite_commond(uchardat){ rs=0;//指令 DB=dat; e=1;//允許下降沿觸發(fā)1-0 delay(5);e=0;DB=DB<<4;//左移四位從RD4~RD7進入LCDdelay(5);e=1;delay(5);e=0;}voidwrite_data(uchardat){rs=1;//數(shù)據(jù)DB=dat;e=1;//允許 delay(5); e=0; delay(5); DB=DB<<4; e=1; delay(5); e=0;}voidmain(){ uchari; TRISD=0X00;//定義端口存放器 PORTD=0X00; PORTB=0X00; TRISB=0X00; init(); write_commond(0x80);//第一行的DDRAM的地址，不加0x10時，也可以從//最左邊開始 for(i=0;i<12;i++) { write_data(data[i]);//第一行的數(shù)據(jù)字符 delay(5); } write_commond(0xc0);//第二行的DDRAM地址不加0x10也可 for(i=0;i<16;i++) { write_data(data[i]);//第二行的數(shù)據(jù)字符 delay(5); }/* for(i=0;i<16;i++) { write_commond(0x18);//光標不動，數(shù)據(jù)左移一位 delay(5); }*/ while(1);}寫近一個字符A程序如下：#include<pic.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineDBPORTD#definersRB0#defineeRB1__CONFIG(0x3B31);voidinit();voidwrite_commond(uchardat);//寫指令函數(shù)voidwrite_data(uchardat);//寫數(shù)據(jù)函數(shù)voiddisp_char(ucharx,uchary,uchardat);//在屏幕某個位置顯示一個字符,x(0-16),y(1-2)voiddelay(uintx);voiddelay(uintx){uinta,b;for(a=x;a>0;a--)for(b=110;b>0;b--);}voidinit()//初始化指令{ write_commond(0x01);//0000000001，去除屏幕顯示 write_commond(0x28);//設置4位格式，2行，5X7,功能設定 write_commond(0x0C);//0000001100，開顯示，無光標，不閃爍 write_commond(0x06);//0000000110，置輸入模式，光標右移，屏幕上的文字不移動 write_commond(0x80);//0001000100，設定CGRAM地址顯示