簡析LCD1602液晶驅動及在Arduino上的實例實現

這幾日在倒騰新到的Arduino，比起普通單片機來，感受寫程序太簡單了。不過和外設打交道仍是沒那麼容易，好比今天要說的看似簡單的LCD1602液晶，卻費了我一成天才基本搞懂，不過仍是有一個小問題沒有實現/解決。好在不怎麼用那個功能，就沒有再去深究。

其實以前作課設時接觸過LCD1602，不過那時用的是51，並且是八位數據線接法，當時就挺苦惱1602的連線的，16根連線在板子上飛，那叫壯觀。因此，今天我特意實現並搞懂了LCD1602的四位數據線接法，並完成了驅動程序，除了那個讀數據的功能沒有實現。

假定你們對LCD1602已經有了必定認識，咱們就先來看下LCD1602的指令：

 

序號	指令	RS	R/W	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
1	清顯示	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1
2	光標返回	0	0	0	0	0	0	0	0	1	*
3	輸入模式設置	0	0	0	0	0	0	0	1	I/D	S
4	顯示開關控制	0	0	0	0	0	0	1	D	C	B
5	光標或者字符移位	0	0	0	0	0	1	S/C	R/L	*	*
6	功能設置	0	0	0	0	1	DL	N	F	*	*
7	字符發生儲存器地址設置	0	0	0	1	字符發生儲存器地址
8	數據儲存器地址設置	0	0	1	顯示數據儲存器地址
9	讀忙標誌和地址	0	1	BF	計數器地址
10	寫數到CGRAM(or DDRAM)	1	0	要寫的數據內容
11	從CGRAM或DDRAM讀數據	1	1	讀出的數據內容

 

關於對上表格的具體代碼說明：1602液晶模塊的讀寫操做、屏幕和光標的操做都是經過指令編程來實現的。（說明：1爲高電平、0爲低電平）

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:屏幕上全部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：顯示開關控制。
　D：控制總體顯示的開與關，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：高電平時爲4位總線，低電平時爲8位總線
　N：低電平時爲單行顯示，高電平時雙行顯示
　F: 低電平時顯示5×7的點陣字符，高電平時顯示5×10的點陣字符。

指令7：字符發生器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：爲忙標誌位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數據，若是爲低電平表示不忙。

指令10：寫數據。

指令11：讀數據。

可能你們看了上表有些困惑，怎麼用呢？其實就是幾條不重疊的指令，若是你想要設置成你本身的風格，對應上表指令填充好指定的位後換算成2位16進制，0xFF的形勢。而後在初始化函數中或者顯示以前對1602輸出該指令，便可達到效果。可是上面那麼多設置，有好多指令，怎麼分前後呢？這點我不是很清楚，也沒有去嘗試，通常的手冊給出了1602初始化指令的順序，以下：

1. 　延時15 ms
2. 　寫指令38H（不檢測忙信號）
3. 　延時5 ms
4. 　寫指令38H（不檢測忙信號）
5. 　延時5 ms
6. 　寫指令38H（不檢測忙信號）
7. 之後每次寫指令、讀/寫數據操做均須要檢測忙信號
8. 　寫指令38H：顯示模式設置
9. 　寫指令08H：顯示關閉
10. 　寫指令01H：顯示清屏
11. 　寫指令06H：顯示光標移動設置
12. 　寫指令0CH：顯示開及光標設置

至此，初始化完成。

注意：以上1~6條照寫，8~12條則根據本身狀況寫。好比，我要用四位數據總線鏈接LCD1602顯示，則第8條指令相應改成28H。若是要顯示並閃爍光標，12條相應改成0FH。而且，若是想要在使用中對LCD1602設置進行修改，可隨時對其賦相應指令。

同時給出LCD1602時序圖，供你們參考。

讀狀態    輸入：RS=L，R/W=H，E=H                                  輸出：D0—D7=狀態字
寫指令    輸入：RS=L，R/W=L，D0—D7=指令碼，E=高脈衝       輸出：無
讀數據    輸入：RS=H，R/W=H，E=H                                  輸出：D0—D7=數據
寫數據    輸入：RS=H，R/W=L，D0—D7=數據，E=高脈衝          輸出：無

 

下面給出LCD1602的四位數據線接法的驅動函數。

 

   1:  /***************************************************************

   2:  * LCD1602 四位數據線鏈接驅動+實例 For Arduino 

   3:  * 

   4:  *主要實現了在Arduino下四位數據線鏈接LCD1602液晶顯示，未實現數據讀取。

   5:      （這方面的資料網上彷佛不多，反正我是沒找到。手冊也是五花八門，

   6:      未見其介紹如何在四位數據線鏈接下獲取LCD1602的數據。） 

   7:      代碼中除函數Init_LCD1602中延遲時間較標準外，其它未予深究，

   8:      請不要以此拍磚。另外，寫指令和寫數據函數 

   9:      中的方法引自他處，雖有些晦澀，不過理解後感受挺精妙的，就沒有改。 

  10:      若要更換顯示風格設置，請自行修改初始化函數中的內容。 

  11:  *做者：Wave 

  12:  *聯繫方式：sxwangbo@live.com 

  13:  *日期：2013年8月9日 

  14:  ***************************************************************/

  15:   

  16:  /*若是要更改此三處引腳，請在初始化函數Init_LCD1602()

  17:  *或setup()中手動指定所用引腳爲輸出模式。這裏的排序可能有點坑爹。

  18:  *開始是爲了對應Arduino的LCD1602庫的腳排序，方便調試。後來就沒有改。*/

  19:  int LCD1602_RS=12; 

  20:  int LCD1602_RW=10;

  21:  int LCD1602_EN=11;

  22:  //要求四腳連續並從小到大排序，依次對應LCD1602的D七、D六、D五、D4腳。

  23:  int DB[] = {2,3,4,5};

  24:  char str1[]="Welcome to"; 

  25:  char str2[]="Matrix.Studio"; 

  26:  char str3[]="It's My Arduino."; 

  27:  char str4[]="Do U think of it?"; 

  28:  char str5[]="Arduino is a single-board microcontroller to "+

  29:      "make using electronics in multidisciplinary projects "+

  30:      "more accessible. The hardware consists of a simple open "+

  31:      "source hardware board designed around an 8-bit Atmel AVR "+

  32:      "microcontroller, or a 32-bit Atmel ARM. The software "+

  33:      "consists of a standard programming language compiler "+

  34:      "and a boot loader that executes on the microcontroller. ";

  35:   

  36:   

  37:  //判斷LCD1602是否忙，遇忙等待 

  38:  void Check_LCD1602_Busy() 

  39:  { 

  40:      digitalWrite(LCD1602_RS,LOW); 

  41:      digitalWrite(LCD1602_RW,HIGH); 

  42:      digitalWrite(LCD1602_EN,HIGH); 

  43:      pinMode(DB[0],INPUT); 

  44:      while(digitalRead(DB[0])==HIGH); 

  45:      pinMode(DB[0],OUTPUT); 

  46:      digitalWrite(LCD1602_EN,LOW); 

  47:      return; 

  48:  }

  49:   

  50:  //給LCD1602寫指令 

  51:  void Write_LCD1602_Command(int data) 

  52:  { 

  53:      Check_LCD1602_Busy(); 

  54:      Write_LCD1602_Init_Command(data); 

  55:  }

  56:   

  57:  //給LCD1602寫指令，未檢測忙狀態，僅供初始化用 

  58:  void Write_LCD1602_Init_Command(int command) 

  59:  { 

  60:      int i,temp; 

  61:      digitalWrite( LCD1602_RS,LOW); 

  62:      digitalWrite( LCD1602_RW,LOW); 

  63:      digitalWrite( LCD1602_EN,LOW); 

  64:      

  65:      temp=command & 0xf0; 

  66:      for (i=DB[0]; i < DB[0]+4; i++) 

  67:      { 

  68:         digitalWrite(i,temp & 0x80); 

  69:         temp <<= 1; 

  70:      } 

  71:      

  72:      digitalWrite( LCD1602_EN,HIGH); 

  73:      delayMicroseconds(1); 

  74:      digitalWrite( LCD1602_EN,LOW); 

  75:      

  76:      temp=(command & 0x0f)<<4; 

  77:      for (i=DB[0]; i < DB[0]+5; i++) 

  78:      { 

  79:         digitalWrite(i,temp & 0x80); 

  80:         temp <<= 1; 

  81:      } 

  82:      

  83:      digitalWrite( LCD1602_EN,HIGH); 

  84:      delayMicroseconds(1); 

  85:      digitalWrite( LCD1602_EN,LOW); 

  86:  }

  87:   

  88:  //寫數據到LCD1602上。 

  89:  void Write_LCD1602_Data(int data) 

  90:  { 

  91:      Check_LCD1602_Busy(); 

  92:      int i=0,temp; 

  93:      digitalWrite( LCD1602_RS,HIGH); 

  94:      digitalWrite( LCD1602_RW,LOW); 

  95:      digitalWrite( LCD1602_EN,LOW); 

  96:      

  97:      temp=data & 0xf0; 

  98:      for (i=DB[0]; i < DB[0]+4; i++) 

  99:      { 

 100:         digitalWrite(i,temp & 0x80); 

 101:         temp <<= 1; 

 102:      } 

 103:      

 104:      digitalWrite( LCD1602_EN,HIGH); 

 105:      delayMicroseconds(1); 

 106:      digitalWrite( LCD1602_EN,LOW); 

 107:      

 108:      temp=(data & 0x0f)<<4; 

 109:      for (i=DB[0]; i < DB[0]+5; i++) 

 110:      { 

 111:         digitalWrite(i,temp & 0x80); 

 112:         temp <<= 1; 

 113:      } 

 114:      

 115:      digitalWrite( LCD1602_EN,HIGH); 

 116:      delayMicroseconds(1); 

 117:      digitalWrite( LCD1602_EN,LOW); 

 118:  }

 119:   

 120:  //清除指定屏幕區域內容，即以空格填充 

 121:  void Clear_LCD1602_Display(int x, int y, int length) 

 122:  { 

 123:      int i=0; 

 124:      Write_LCD1602_Command(0x80 + 0x40*x + y); 

 125:      for(i=y;i<length;i++) 

 126:          Write_LCD1602_Data(0x20);//0x20爲空格對應ASCII碼 

 127:  }

 128:   

 129:  //將指定字符輸出到LCD1602上。

 130:  //其中x爲行(0~1)，y爲列(0~15)，data爲指定字符 

 131:  void Write_LCD1602_Char(int x, int y, int data) 

 132:  { 

 133:      Write_LCD1602_Command(0x80 + 0x40*x + y); 

 134:      Write_LCD1602_Data(data); 

 135:  }

 136:   

 137:  //將指定字符串輸出到LCD1602上。

 138:  //其中x爲行(0~1)，y爲列(0~15)，*s爲指定字符串指針 

 139:  void Write_LCD1602_String(int x,int y,char *s) 

 140:  { 

 141:      Write_LCD1602_Command(0x80 + 0x40*x + y); 

 142:      while (*s)             //寫字符串 

 143:      { 

 144:          Write_LCD1602_Data(*s);   

 145:          s ++; 

 146:      } 

 147:  }

 148:   

 149:  //將指定文段輸出顯示到LCD1602上。

 150:  //其中x爲行(0~1)，y爲列(0~15)，*s爲指定字符串指針 

 151:  void Write_LCD1602_Paragraph(int x, int y, char *s) 

 152:  { 

 153:      Write_LCD1602_Command(0x0F); 

 154:      Write_LCD1602_Command(0x80 + 0x40*x + y); 

 155:      while (*s)             //寫字符串 

 156:      {        

 157:          Write_LCD1602_Data(*s); 

 158:          s ++; 

 159:          if(*s==' ') 

 160:              delay(500); 

 161:          if(y++==15) 

 162:          { 

 163:              Write_LCD1602_Command(0xC0); 

 164:          } 

 165:          if(y==32) 

 166:          { 

 167:              delay(1000); 

 168:              Write_LCD1602_Command(0x01); 

 169:              Write_LCD1602_Command(0x80);            

 170:              y=0;            

 171:          } 

 172:          delay(100); 

 173:      } 

 174:      Write_LCD1602_Command(0x0E); 

 175:      delay(3000); 

 176:  }

 177:   

 178:  //較標準的LCD1602初始化函數 

 179:  void Init_LCD1602() 

 180:  { 

 181:      int i = 0; 

 182:      for (i=DB[0]; i < DB[0]+4; i++) 

 183:      { 

 184:          pinMode(i,OUTPUT); 

 185:      } 

 186:      for (i=10; i < 13; i++) 

 187:      { 

 188:          pinMode(i,OUTPUT); 

 189:      } 

 190:      

 191:      delay(15); 

 192:      Write_LCD1602_Init_Command(0x38); 

 193:      delay(5); 

 194:      Write_LCD1602_Init_Command(0x38); 

 195:      delay(5); 

 196:      Write_LCD1602_Init_Command(0x38); 

 197:      

 198:      Write_LCD1602_Command(0x28);        //4位數據線 

 199:      Write_LCD1602_Command(0x08);        //關閉顯示 

 200:      Write_LCD1602_Command(0x01);        //清除屏幕內容 

 201:      Write_LCD1602_Command(0x06);        //光標右移，文字不移 

 202:      Write_LCD1602_Command(0x0F);        //打開顯示，顯示光標且閃爍 

 203:  }

 204:   

 205:  void setup (void) 

 206:  { 

 207:      Init_LCD1602(); 

 208:      delay(50); 

 209:  }

 210:   

 211:  void loop (void) 

 212:  { 

 213:      //清屏 

 214:      Write_LCD1602_Command(0x01); 

 215:      Write_LCD1602_String(0,0,str1);//第1行，第4個地址起 

 216:      delay(50); 

 217:      Write_LCD1602_String(1,0,str2);//第2行，第2個地址起 

 218:      delay(2000);    

 219:      Write_LCD1602_Command(0x01); 

 220:      delay(50); 

 221:      Write_LCD1602_String(0,0,str3); 

 222:      delay(50); 

 223:      Write_LCD1602_String(1,0,str4); 

 224:      delay(2000); 

 225:      Write_LCD1602_Command(0x01); 

 226:      delay(50); 

 227:      Write_LCD1602_Paragraph(0,0,str5); 

 228:  }