LCD1602显示器应用实验指导书

实验目的

（1）了解液晶显示芯片LCD1602的具体管脚及内部结构。

（2）掌握LCD1602的显示命令的书写。

（3）掌握LCD1602的显示程序的设计和编写。

实验仪器

单片机开发试验仪、稳压电源、计算机。

实验原理

1.LCD1602液晶屏

LCD1602分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别。

LCD1602的特性：

①+5V电压，对比度可调；

②内含复位电路；

③提供各种控制命令，如清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等；

④有80字节显示数据存储器DDRAM；

⑤有192个5×7点阵字型的字符发生器CGROM；

⑥有8个可由用户自定义的5×7点阵字型的字符发生器CGRAM；

⑦采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，如实验图11-1所示。

实验图11-1　16脚LCD1602管脚分布

引脚功能说明如下。

第1脚：GND，接地。

第2脚：VCC，接+5 V电源。

第3脚：VO，液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器来调整对比度。

第4脚：RS，寄存器选择端，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

第5脚：R/W，读写信号线端，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者显示地址，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。

第6脚：E，此端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。

第7～14脚：DB0～DB7，接8位双向数据线。

第15脚：LED+，背光源正极。

第16脚：LED-，背光源负极。

2.LCD1602模块控制指令

LCD1602模块控制指令如实验表11-1所示。

实验表11-1　LCD1602模块控制指令

1602模块的设定、读写与光标控制都是通过指令来完成的，共有11条指令如下。(www.xing528.com)

指令①：清屏。光标复位到地址00H。

指令②：光标复位。光标返回到地址00H。

指令③：光标和显示模式。I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移。S：屏幕上所有文字左移或者右移。

指令④：显示和光标控制。D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示。C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标。B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。

指令⑤：光标或字符移位。S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。R/L：高电平左移，低电平右移。

指令⑥：功能设置。DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线。N：低电平时为单行显示，高电平时为双行显示。F：低电平时显示5×7的点阵字符，高电平时显示5×10的点阵字符（有些模块是DL：高电平时为8位总线，低电平时为4位总线）。

指令⑦：设置字符发生器地址。地址：字符地址×8+字符行数（将一个字符分成5×8点阵，一次写入一行，8行就组成一个字符）。

指令⑧：设置数据存储器地址。第一行为00 H～0FH，第二行为40H～4FH。

指令⑨：读忙信号和光标地址。BF：忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，低电平表示不忙。

指令⑩：写数据。

指令⑪：读数据。

3.LCD1602寄存器

LCD1602绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，HD44780内置了DDRAM（显示数据缓冲区）、CGROM（字符发生存储器）和CGRAM（自定义字符存储器）。

液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，实验图11-2所示为LCD1602的内部显示地址。

实验图11-2　LCD1602 DDRAM内部示意图

例如，第二行第一个字符的地址是40 H，那么是否直接写入40 H就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？这样不行，因为写入显示地址时要求最高位D7恒为高电平1，所以实际写入的数据应该是01000000B（40H）+10000000B（80H）=11000000B（C0H）。

4.LCD1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）

在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，不用人工干预。每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。LCD1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如实验图11-3所示。这些字符有：阿拉伯数字、大小写的英文字母、常用的符号和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”了。

实验源程序

实验图11-3　字符发生存储器（CGROM）存储的点阵字符图形

实验仿真电路（实验图11-4）

实验图11-4　LCD1602显示器应用实验仿真图

思考题

1.液晶屏显示位置如何设置？

2.为什么本实际应用中没有进行判忙处理？

3.实际工程设计中如何判忙？