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1602字符型液晶模块特性及单片机显示应用
1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成 ，每个点阵字符位都可以显示一个字符 ，每位之间有一个点距的间隔 ，每行之间也有间隔 ，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形(用自定义CGRAM，显示效果也不好)。
LCD1602
LCD1602是指显示的内容为16X2，即可以显示两行 ，每行16个字符液晶模块(显示字符和数字)。
市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的 ，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。
LCD1602—特性
+5V电压，对比度可调
内含复位电路
提供各种控制命令，如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能
有80字节显示数据存储器DDRAM
内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM
8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM
1602LCD采用标准的14脚(无背光)或16脚(带背光)接口
LCD1602—引脚功能介绍
第1脚：VSS为电源地
第2脚：VDD接5V电源正极
第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高(对比度过高时会 产生“鬼影” ，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度)。
第4脚 ：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器 。
第5脚 ：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作 ，低电平(0)时进行写操作。
第6脚 ：E(或EN)端为使能(enable)端。
第7～14脚：D0～D7为8位双向数据端。
第15～16脚 ：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极。
LCD1602—指令说明及时序
指令1：清显示，指令码01H，光标复位到地址00H位置 。
指令2：光标复位，光标返回到地址00H。
指令3：光标和显示模式设置 I/D ：光标移动方向 ，高电平右移，低电平左移 S：屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效 ，低电平则无效 。
指令4 ：显示开关控制。 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 ：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字 ，低电平时移动光标。
指令6：功能设置命令 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。
指令7：字符发生器RAM地址设置。
指令8 ：DDRAM地址设置。
指令9 ：读忙信号和光标地址 BF ：为忙标志位，高电平表示忙 ，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。
指令10：写数据。
指令11：读数据 。
控制命令表
LCD的管脚控制
LCD1602——寄存器
1602绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，HD44780内置了DDRAM 、CGROM和CGRAM ，这三个都是存储器。
CGROM(中文字库) 、HCGROM(ASCII码字库)及CGRAM(自定义字形)、显示数据RAM(DDRAM)、字符显示RAM缓冲区(DDRAM)
但一行有40个地址，我们只用到前16个地址，第二行也是用前16个地址，对应地址如下
DDRAM(显示数据存储RAM)
若想要在屏幕的第一行第一列显示“A”字符 ，就要在DDRAM的00H地址写入“A”的代码就行了。
我们向DDRAM里的00H地址送数据时，如数字1的代码 ，但是并不能显示1出来。这是我们最容易出错的地方，若想向00H处显示数据 ，则必须将00H加上80H ，即0X80H+0X00H，若在01H处则为0X80H+0X01H，依次类推~
LCD1602—CGROM
1602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 。这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、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
从上表可以看出最左边一列是供用户自定义字符的，共有16个，实际只有8个字节可以用，字符码为00000000—00000111这8个地址
LCD1602—显示应用(单片机学习)
LCD1602是51单片机中很重要的模块之一，为了方便新手学习1602 ，笔者把自己学习1602的一些心得体会拿出来和菜鸟分享，因笔者水平有限，错误在所难免 ，望大家指正 。本文程序基于慧净HJ-1G51开发板 。很多程序为本人自己编写，可以直接拿去用 。
一 、关于LCD1602 ：
在编写LCD1602程序前，我们必须了解其手册上一些非常重要的信息 ，如果这些信息不能理解透彻，编程可能会遇到或多或少的问题 ，在此先大致归纳几点。
1.管脚：
1602共16个管脚 ，但是编程用到的主要管脚不过三个，分别为 ：RS(数据命令选择端)，R/W(读写选择端) ，E(使能信号);以后编程便主要围绕这三个管脚展开进行初始化 ，写命令，写数据。
以下具体阐述这三个管脚：
RS为寄存器选择，高电平选择数据寄存器 ，低电平选择指令寄存器。
R/W为读写选择，高电平进行读操作，低电平进行写操作。
E端为使能端，后面和时序联系在一起。
除此外 ，D0~D7分别为8位双向数据线。
2.操作时序 ：
RS
R/W
操作说明
0
0
写入指令码D0~D7
0
1
读取输出的D0~D7状态字
1
0
写入数据D0~D7
1
1
从D0~D7读取数据
注：关于E=H脉冲——开始时初始化E为0，然后置E为1，再清0.
读取状态字时，注意D7位，D7=1 ，禁止读写操作;D7=0，允许读写操作;
所以对控制器每次进行读写操作前 ，必须进行读写检测 。(即后面的读忙子程序)
3.指令集：
LCD_1602 初始化指令小结：
0×38
设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口
0×01
清屏
0x0F
开显示 ，显示光标，光标闪烁
0×08
只开显示
0x0e
开显示，显示光标 ，光标不闪烁
0x0c
开显示，不显示光标
0×06
地址加1，当写入数据的时候光标右移
0×02
地址计数器AC=0;(此时地址为0×80)
光标归原点 ，但是DDRAM中断内容不变
0×18
光标和显示一起向左移动
4.显示地址：
LCD1602内部RAM显示缓冲区地址的映射图 ，00～0F、40～4F分别对应LCD1602的上下两行的每一个字符，只要往对应的RAM地址写入要显示字符的ASCII代码 ，就可以显示出来 。
5.读写时序 ：
时序图1602手册中有，这里不引用了 。时序图很重要，编程就是根据时序图设置寄存器，让LCD工作。
二、LCD1602程序编写流程 ：
LCD1602在了解完以上信息后便可以编写，这里我们把程序分为以下几步：
1.定义LCD1602管脚 ，包括RS，R/W ，E 。这里定义是指这些管脚分别接在单片机哪些I/O口上。
现举例如下 ：
sbit EN=P3^4;
sbit RS=P3^5;
sbit RW=P3^6;
2.显示初始化 ，在这一步进行初始化及设置显示模式等操作 ，包括以下步骤：
设置显示方式
延时
清理显示缓存
设置显示模式
通常推荐的初始化过程如下 ：
延时15ms
写指令38H
延时5ms
写指令38H
延时5ms
写指令38H
延时5ms
注：以上写38H指令可以看情况省略1~2步
(以上都不检测忙信号)
(以下都要检测忙信号)
写指令38H
写指令08H 关闭显示
写指令01H 显示清屏
写指令06H 光标移动设置
写指令0cH 显示开及光标设置
3.设置显示地址(写显示字符的位置) 。
4.写显示字符的数据。
三 、LCD1602各子程序模块及主程序编写：
现在按照上面编写程序的流程 ，给出各子程序模块及主程序的例子 。
1.头文件，宏定义，定义管脚等 ：
#include《reg52.h》
#include 《string.h》
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit EN=P3^4;
sbit RS=P3^5;
sbit RW=P3^6;
uchar code table0〔〕={“QQ:545699636”
};
//此条语句为显示字符串时定义的字符串数组
2.LCD1602基本初始化子程序：
void LCD1602()
{
EN=0;
RS=1;
RW=1;
P0=0xff;
//这里P0为与LCD D0~D7相连的I/O口
}
3.读忙子程序 ：
void read_busy()
{
P0=0xff;
RS=0;
RW=1;
EN=1;
while(P00x80);
//P0和10000000相与，D7位若不为0，停在此处
EN=0;
//若为0跳出进入下一步;这条语句的作用就是检测
}
//D7位，若忙在此等待，不忙跳出读忙子程序执行读写指令
4.写指令写数据子程序：
void write(uchar i，bit j)
{
read_busy();
P0=i;
//其中i=0，写指令;i=1，写数据;
RS=j;
RW=0;
EN=1;
EN=0;
}
5.延时子程序：
void delay(uint c)
//功能为提供初始化等其他子程序中的延时1xc MS
{
uint a ，b;
for(a=0;a《c;a++)
for(b=0;b《120;b++);
}
6.LCD1602初始化子程序 ：
void init()
//完全按照要求初始化流程来 ，中间省略了一步写指令38H
{
delay(15);
write(0×38，0);
delay(5);
write(0×38，0);
write(0×08 ，0);
write(0×01 ，0);
write(0×06 ，0);
write(0x0c ，0);
}
7.显示单个字符子程序：
void display_lcd_byte(uchar y，uchar x，uchar z)
//Y=0，1(起始行) ，
{
// X=0~15(起始列) ，Z=想写入字符的ASCII码
if(y)
//是否显示在第二行(若在第一行Y=0，不进入IF语句，若在第
{
//二行，进入IF语句
x+=0×40;
//第二行起始地址加上列数为字符显示地址
}
x+=0×80;
//设置数据指针位置
write(x ，0);
write(z，1);
//写入数据
}
8.显示字符串子程序：
void display_lcd_text(uchar y ，uchar x，uchar table〔〕)
{
//Y(起始行) ，X(起始列)同字符显示 ，table〔〕字符串数组
uchar z=0;
uchar t;
t=strlen(table)+x;
//
求得字符串长度加上起始列位置
while(x《t)
//功能为LCD显示到字符串最后一个字符，防止字符串
{
//没有16个字符，从而不够位产生乱码;
display_lcd_byte(y ，x，table〔z〕);
//逐位显示数组内字符
x++;
z++;
}
}
9.主程序 ：
主程序里除了放入初始化程序外就是加入自己编写的显示子程序，根据你所要的不用功能可以编写各种类型的显示子程序，这里不做详细介绍，以下举例为显示一个字符和显示字符串的显示子程序。
void main()
{
LCD1602();
init();
display_lcd_byte(0，0，‘A’);
//
显示一个字符
display_lcd_text(1，3，table);
//
显示字符串
while(1);
}
到此，让LCD1602显示的操作流程和编程思想基本可以告一段落了 ，但是1602的功能实现远不止这些。利用1602你可以做出动态效果的显示，并且除了显示一般字符外，1602还支持自定义字符等等其他一些功能，下面在最后简单介绍下显示动态效果和自定义字符 。
一、显示动态效果：
显示动态效果包括让一个字符或字符串原位置闪烁，或者前后移动等等。其实动态效果原理很简单，就是简单的利用延时 。
例如让字符原位置闪烁，可以认为是先让1602显示字符，延时一段时间后，可以显示空格或者直接清屏操作都可以达到让字符消失不见的效果 ，再延时一段时间后再让1602显示这个字符。
同理 ，让字符前后移动也是这样 ，例如让字符在第一个位置显示 ，延时一段时间后让其在后面第二个位置显示，只要显示地址加1，然后显示即可。字符串也是同样的道理。
在这里补充一点就是如何让字符串从1602第16个地址外进入，动态向前移动。其实可以通过显示地址表我们知道起始位置开始后1602一行只能显示16个字符，但是一行的地址却远远不止16个。大家可以看到第一行显示地址是从00~27，然而能显示在1602可见范围的只有00~0F，后面的位置其实就是起到一个缓冲的作用 ，你完全可以让字符数据存在在10地址后的RAM中，只不过，我们无法看到就是了，如果存在10前的地址我们就能看到显示 。
因此，我们可以先把显示起始地址设在10地址后的某一个位置，然后让字符显示地址每次加1，当加到0F时，我们就可以看到字符串第一个字符出现在1602的最末一位 ，然后继续向前移动 。
下面给出一段字符串移动显示的例子：
void display_lcd_byte(uchar y，uchar x，uchar z)
{
if(y)
{
x+=0×40;
}
x+=0×80;
write(x ，0);
write(z，1);
}
void display_lcd_text(uchar y，uchar x，uchar table〔〕)
{
uchar z=0;
uchar t;
t=strlen(table)+x;
while(x《t)
{
display_lcd_byte(y，x，table〔z〕);
x++;
z++;
}
display_lcd_byte(y ，x，‘ ’);
}
//前两个子程序是显示子程序
void main()
{
uchar i;
LCD1602();
init();
for(i=16;i》=0;i–)
//这里的循环就是为了字符串从后往前显示
{
display_lcd_text(0，i，table0);
//i减一次，首个字符就往前去一位
delay(200);
}
while(1);
}
二 、显示自定义字符：
要想显示自定义字符，首先就得取得想要的图形或者字符的字模数组，可以通过手动提取的方法，取得相应的字模。
如图所示，对应一个字符显示区域。每8个字节 ，组成一个点阵数组。
要想让某一格子显示就让那一位为1 ，每行自定义5位，全白为0×00;全黑为0x1f 。一共8行 ，每行一位数据 。
将生成的点阵数组保存到CGRAM存储器中，生成自定义字符。1602内部CGRAM用于自定义的字符点阵的存储，总共64字节。由上一步点阵提取可知 ，每一个字符由8个字节数据组成 。所以64字节CGRAM存储器，能够存储8组自定义字符的点阵数组。按照CGRAM地址划分为 0~7为第一组，8~15为第二组，依次类推56~63为第8组数据 。
CHARACTER CODE是数据的显示地址，0-7的范围，能存储8位自定义的字符 。(能存八个自定义，每个字符存放的)
CGRAM ADDRESS是存储数据的地址，从0-63共64个字节。存储64个数据 。我们写入的数据是0×40~0x7F，共128位。(把字符数组内的8个数送进这8个地址 ，每存完一个字符的8位，下次地址直接转到0×48)
CGRAM DATA 字模每一行5位数据存
内部常用字符显示时 ，显示编码是从0×20开始的。0×00~0x0F是专门留给自定义字符显示的。0×00~0×07和0×08~0x0F内容是一样的。例如：调用0×01 位置和0×09位置，显示的内容是一样的 。
LCD1602自定义显示字符的方式共四步，如下面所示：
1.设置向CGRAM中存入这个数据。初始地址是0×40。然后存一位向后加8 ，
总共能存8位自定义的字符。
2.然后可以把自定义的数据送入到LCD的CGRAM中 。
3.向LCD写指令 ，送入需要显示数据的地址。
4.向LCD写指令，把显示的数据指向LCD的CGRAM存储的位置，显示出自定义字符 。
举例如下：
1.建立一个字符数组;
uchar LCD_Data1〔〕={0×01 ，0×03 ，0x1D ，0×11，0x1D ，0×03，0×01，0×00};
2.设置CGRAM地址 ，写指令;
Write_LCD(0×40，0);
3.把数据送入CGRAM地址内;
for(i = 0; i 《 8 ; i ++ )
{
Write_LCD(LCD_Data1，1);
}
4.写需要显示的位置指令;
Write_LCD(0×80，0);
5.把CGRAM的0位的数据送向LCD1602，显示数据存储的数据;
Write_LCD(0×00 ，1);