如何为编程爱好者设计一款好玩的智能硬件（七）——LCD1602点阵字符型液晶显示模块驱动封装

当前进展：

一、我的构想： 如何为编程爱好者设计一款好玩的智能硬件（一）——即插即用、积木化、功能重组的智能硬件模块构想

二、别人家的孩子： 如何为编程爱好者设计一款好玩的智能硬件（二）——别人是如何设计硬件积木的！

三、MCU选型： 如何为编程爱好者设计一款好玩的智能硬件（三）——该选什么样的MCU呢？

四、温湿度传感器DHT11驱动封装（上）： 如何为编程爱好者设计一款好玩的智能硬件（四）——初尝试·把温湿度给收集了（上）！

五、温湿度传感器DHT11驱动封装（中）： 如何为编程爱好者设计一款好玩的智能硬件（五）——初尝试·把温湿度给收集了（中）！

六、温湿度传感器DHT11驱动封装（下）： 如何为编程爱好者设计一款好玩的智能硬件（六）——初尝试·把温湿度给收集了（下）！

七、点阵字符型液晶显示模块LCD1602驱动封装（上）

前几节我们封装好了一个可以采集数据的传感器驱动，接下来两节将介绍一个非常简单的LCD液晶屏，即显示模块的驱动封装。——有采集有显示，才好！考虑刚开始，所以本节介绍一种最常用的液晶屏：LCD1602

· 模块简介

该模块总共有16个引脚，显示字符为16X2行。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。因为1602识别的是ASCII码，可以直接用ASCII码直接赋值。

引脚及功能

456为控制线，DB0~7为8位数据线，3为为调节对比度的（过小会导致文本不清晰，过大会导致背景掩盖文本）

驱动器接口说明（HD44780）

无论是TFT/LCD/OLCD等都会有一个驱动器，简单理解就是屏幕和控制CPU直接的一个桥梁，该桥梁规定发送什么格式的命令能达到某种效果~此外，一般这种驱动对于类似的显示器时相似的！这里用的是HD44780驱动芯片。

1、基本操作时序：

1.1 读状态：输入：RS=L,RW=H,E=H 输出：D0~D7=状态字 1.2 写状态：输入：RS=L,RW=L,D0~D7=指令码,E=高脉冲 输出：无 1.3 读数据：输入：RS=H,RW=H,E=H 输出：D0~D7=数据 1.4 写数据：输入：RS=H,RW=L,D0~D7=数据,E=高脉冲 输出：无

2、状态字说明：

注：对控制器每次进行读写操作之前，都必须进行读写检测，确保STA7为0

3、RAM地址映射图

控制器内部带80X8位（80字节）的RAM缓冲区，对应下图关系为：（因为这个是16X2行的，所以只用了其中一部分）

4、指令说明

显示模式设置： 00111000 设置16X2显示，5X7点阵，8位数据接口

显示开关光标设置： 00001DCB D=1 开显示；D=0 关显示

C=1 显示光标；C=0 不显示光标

B=1 光标闪烁；B=0 光标不闪

000001NS N=1 当读或者写一个字符后地址指针加一，且光标加一

N=0 当读或者写一个字符后地址指针减一，且光标减一

S=1 当写一个字符，整屏显示左移（N=1）或右移（N=0），以得到光标不移动而整个屏幕移动的效果

S=0 当写一个字符，整个屏幕不移动

数据控制： 控制器内部设有一个数据地址指针，用户可通过它们来访问内部全部80字节RAM

数据指针设置： 80H+地址码（0-27H,40H-67H）

其他设置： 01H 显示清屏

02H 显示回车

初始化过程（复位过程）： ① 延时15ms

② 写指令38H（不检测忙信号）

③ 延时5ms

④ 写指令38H（不检测忙信号）

⑤ 延时5ms

⑥ 写指令38H（不检测忙信号）

⑦ （以后每次写指令、读/写数据操作之前均需要忙检测信号）

⑧ 写指令38H：显示模式设置

⑨ 写指令08H：显示关闭

© 写指令01H：显示清屏

® 写指令06H：显示光标移动设置

〇 写指令0CH：显示开及光标设置

常用链接方式

时序图

读操作时序图

写操作时序图

时序参数表

· 基于51平台的DEMO

下面是基于51平台LCD1602显示静态文本的例子，其连线按照“ 引脚与功能 ”左图的方式进行连接，效果如下：

注：看下面代码，注意重点看我加粗的地方~不同颜色表示不同功能块的部分~

  1 /**********************BST-V51实验开发板例程************************   2 *  平台：BST-V51 + Keil U3 + STC89C52   3 *  名称：1602基本驱动的代码   4 *  公司：深圳市亚博软件开发有限公司   5 *  淘宝：bstmcu.taobao.com   6 *  日期：2012-8-12   7 *  晶振:11.0592MHZ   8 *  说明：免费开源，不提供源代码分析.   9 ******************************************************************/  10   11 //实验目的：  12 /*-----------------------------------------------  13   名称：LCD1602  14   内容：通过标准程序静态显示字符  15   引脚定义如下：1-VSS 2-VDD 3-V0 4-RS 5-R/W 6-E 7-14 DB0-DB7 15-BLA 16-BLK  16 ------------------------------------------------*/  17   18   19 #include<reg52.h> //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义  20 #include<intrins.h>  21   22 sbit RS = P1 ^ 0; //定义端口  23 sbit RW = P1 ^ 1;  24 sbit EN = P2 ^ 5;  25   26   27 #define RS_CLR RS=0  28 #define RS_SET RS=1  29   30 #define RW_CLR RW=0  31 #define RW_SET RW=1  32   33 #define EN_CLR EN=0  34 #define EN_SET EN=1  35   36 #define DataPort P0  37   38 /*------------------------------------------------  39  uS延时函数，含有输入参数 unsigned char t，无返回值  40  unsigned char 是定义无符号字符变量，其值的范围是  41  0~255 这里使用晶振12M，精确延时请使用汇编,大致延时  42  长度如下 T=tx2+5 uS  43 ------------------------------------------------*/  44 void DelayUs2x(unsigned char t)  45 {  46     while(--t);  47 }  48 /*------------------------------------------------  49  mS延时函数，含有输入参数 unsigned char t，无返回值  50  unsigned char 是定义无符号字符变量，其值的范围是  51  0~255 这里使用晶振12M，精确延时请使用汇编  52 ------------------------------------------------*/  53 void DelayMs(unsigned char t)  54 {  55   56     while(t--)  57     {  58         //大致延时1mS  59         DelayUs2x(245);  60         DelayUs2x(245);  61     }  62 }  63 /*------------------------------------------------  64               判忙函数  65 ------------------------------------------------*/  66 bit LCD_Check_Busy(void)//蓝色的几个忙检测、写数据和写命令是根据上面《驱动器接口说明》中的第一条和读写时序图写成的  67 {  68     DataPort = 0xFF;  69     RS_CLR;  70     RW_SET;  71     EN_CLR;  72     _nop_();  73     EN_SET;  74     return (bit)(DataPort & 0x80);  75 }  76 /*------------------------------------------------  77               写入命令函数  78 ------------------------------------------------*/  79 void LCD_Write_Com(unsigned char com)  80 {  81     while(LCD_Check_Busy()); //忙则等待  82     RS_CLR;  83     RW_CLR;  84     EN_SET;  85     DataPort = com;  86     _nop_();  87     EN_CLR;  88 }  89 /*------------------------------------------------  90               写入数据函数  91 ------------------------------------------------*/  92 void LCD_Write_Data(unsigned char Data)  93 {  94     while(LCD_Check_Busy()); //忙则等待  95     RS_SET;  96     RW_CLR;  97     EN_SET;  98     DataPort = Data;  99     _nop_(); 100     EN_CLR; 101 } 102  103 /*------------------------------------------------ 104                 清屏函数 105 ------------------------------------------------*/ 106 void LCD_Clear(void) 107 { 108     LCD_Write_Com(0x01); 109     DelayMs(5); 110 } 111 /*------------------------------------------------ 112               写入字符串函数 113 ------------------------------------------------*/ 114 void LCD_Write_String(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *s) 115 { 116     if (y == 0) 117     { 118         LCD_Write_Com(0x80 + x);     //表示第一行 119     } 120     else 121     { 122         LCD_Write_Com(0xC0 + x);      //表示第二行 123     } 124     while (*s) 125     { 126         LCD_Write_Data( *s); 127         s ++; 128     } 129 } 130 /*------------------------------------------------ 131               写入字符函数 132 ------------------------------------------------*/ 133 void LCD_Write_Char(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char Data) 134 { 135     if (y == 0)//根据Y的值确定显示在哪一行，不同行RAM地址不一样 136     { 137         LCD_Write_Com(0x80 + x); 138     } 139     else 140     { 141         LCD_Write_Com(0xC0 + x); 142     } 143     LCD_Write_Data( Data); 144 } 145 /*------------------------------------------------和《4、指令说明》的启动阶段描述一样 146               初始化函数 147 ------------------------------------------------*/ 148 void LCD_Init(void) 149 { 150     LCD_Write_Com(0x38);    /*显示模式设置*/ 151     DelayMs(5); 152     LCD_Write_Com(0x38); 153     DelayMs(5); 154     LCD_Write_Com(0x38); 155     DelayMs(5); 156     LCD_Write_Com(0x38); 157     LCD_Write_Com(0x08);    /*显示关闭*/ 158     LCD_Write_Com(0x01);    /*显示清屏*/ 159     LCD_Write_Com(0x06);    /*显示光标移动设置*/ 160     DelayMs(5); 161     LCD_Write_Com(0x0C);    /*显示开及光标设置*/ 162 } 163  164 /*------------------------------------------------ 165                     主函数 166 ------------------------------------------------*/ 167 void main(void) 168 { 169     LCD_Init(); 170     LCD_Clear();//清屏 171     while (1) 172     { 173         LCD_Write_Char(7, 0, 'o'); 174         LCD_Write_Char(8, 0, 'k'); 175         LCD_Write_String(1, 1, "Hard Work"); 176         while(1); 177     } 178 }

小结&接下来计划：

下一节将把LCD1602的驱动改写成便于移植的版本，同时讨论一些稍微炫一点的效果——滚动、光标等待等。两周内计划是：再研究一个按键的驱动、一个通信的驱动之后就着手写我们的“X-积木”OS了。

@beautifulzzzz

2015-9-20 持续更新中~