lcd1602资料-【51单片机】LCD1602液晶工作原理详解（附代码和仿真）

本文介绍液晶的工作原理以及如何编写代码显示字符。

一、液晶显示屏简介

LCD （的简称）液晶显示器。能够同时显示16x2，32个字符，是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。

液晶显示器是广泛使用的一种字符型液晶显示模块。它是由字符型液晶显示屏（LCD）、控制驱动主电路及其扩展驱动电路，以及少量电阻、电容元件和结构件等装配在PCB板上而组成。该显示屏的优点是耗电量低、体积小、辐射低。

主要用来显示数字、字母、图形以及少量自定义字符。可以显示2行16个字符，拥有16个引脚，其中8位数据总线D0-D7，和RS、R/W、EN三个控制端口，工作电压为5V，并且带有字符对比度调节V0和背光源AK。

LCD屏的命名，基本都是按照其分辨率来进行命名的比如就是分辨率为16×2，就是分辨率为128×64。

二、主要参数三、显示原理

点阵图形式液晶由M×N个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共16×8=128个点组成。显示屏上64×16个显示单元与显示RAM区的1024字节相对应，每一字节的内容与显示屏上相应位置的亮暗对应。例如显示屏第一行的亮暗由RAM区的000H~00FH的16字节的内容决定，当（000H）=FFH时，屏幕左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当（3FFH）=FFH时，屏幕右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H…，（00EH）=00H，（00FH）=00H时，在屏幕的顶部显示一条由8条亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。

字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字和符号等的点阵式LCD，常用16×1，16×2，20×2和40×2等的模块。一般的字符型液晶显示器的内部控制器大部分为，能够显示英文字母、阿拉伯数字、日文片假名和一般性符号。

四、引脚功能

采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明见下表。

各引脚的功能介绍如下。

引脚1：VSS为地电源。

引脚2：VDD接5V正电源。

引脚3：VL为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”现象，使用时可以通过一个10kQ的电位器调整其对比度。

引脚4：RS为寄存器选择脚，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

引脚5：R/W为读/写信号线，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。

引脚6：E端为使能端，当E端由高电平跳变为低电平时，液晶模块执行命令。

引脚7~14：D0~D7为8位双向数据线。

引脚15：背光源正极。

引脚16：背光源负极。

五、连接方式

与单片机的连接有两种方式，一种是直接控制方式，另一种是所谓的间接控制方式。它们的区别只是所用的数据线的数量不同，其他都一样。

1.直接控制方式

的8根数据线和3根控制线E，RS和R/W与单片机相连后即可正常工作。一般应用中只须往中写入命令和数据，因此，可将的R/W读/写选择控制端直接接地，这样可节省1根数据线。VO引脚是液晶对比度调试端，通常连接一个10kΩ的电位器即可实现对比度的调整；也可采用将一个适当大小的电阻从该引脚接地的方法进行调整，不过电阻的大小应通过调试决定。

2.间接控制方式

间接控制方式也称为四线制工作方式，是利用所具有的4位数据总线的功能，将电路接口简化的一种方式。为了减少接线数量，只采用引脚DB4~DB7与单片机进行通信，先传数据或命令的高4位，再传低4位。采用四线并口通信，可以减少对微控制器I/O的需求，当设计产品过程中单片机的I/O资源紧张时lcd1602资料，可以考虑使用此方法。

六、的RAM地址映射及标准字库表

,总共显示为16行2列，对应着32个RAM地址，在使用的时候，需要在哪个位置显示，就写入对应的RAM地址，然后再写入需要的字符，对应就会显示该字符。

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LCD此时不忙，这时才能写指令和数据，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址(写指令)，也就是告诉模块在，哪里显示字符，然后再写入需要显示的字符(写数据)，才能够正常显示字符。

下图是1602的内部显示地址：

这个ROM中固化了一些我们常用的ASCII字符以及部分日文字符的点阵数据，需要写入那个字符，就直接设置对应进制码就可以，比如大写的字母A，代码是0100 0001（41H）与ASCII码一致，也就是表中的ASCII码字符的地址和实际的ASCII码字符是一样的。

七、读写操作

分为读操作和写操作

其中读操作可以分为读状态和读数据，写操作可以分为写指令和写数据。

读状态：读取LCD引脚状态，返回为状态字，D0-D6为当前LCD数据指针的地址 D7为是否允许读写操作(即检查LCD是否处于忙状态)。

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读数据：读取D0-07内的数据

写指令：写入LCD的控制指令，比如清屏，显示开关等

写数据：写入需要显示的数据，比方说要显示字符A，就写入0100 0001（41H）

以51单片机为例,D0-D7接到P0口 RW RW EN接到任意两个口

读写操作的时序图如下：

读操作时序：

写操作时序：

写指令时，RS置为低电平，RW置为低电平，EN置为低电平，然后将指令数据送到数据口D0~D7，延时tsp1，让1602准备接收数据，这时候将EN拉高，产生一个上升沿，这时候指令就开始写入LCD，延时一段时间，将EN置低电平。

写数据时，RS置为高电平，RW置为低电平，EN置为低电平，然后将指令数据送到数据口D0~D7，延时tsp1，让1602准备接收数据lcd1602资料，这时候将EN拉高，产生一个上升沿，这时候数据就开始写入LCD，延时一段时间，将EN置低电平。

以51单片机为例，D0-D7接到P0口上，RS、RW、EN任意三个引脚，则写指令和写数据代码如下：

/*--------写命令函数-------*/void LcdWriteCmd(unsigned char cmd){    LCD_RS = 0;     //输入命令    LCD_RW = 0;     //写    LCD_EN = 0;     //使能拉低    LCD_PIN=cmd;    //给端口数据    DelayMs(1);    LCD_EN = 1;     //使能拉高    DelayMs(1);    LCD_EN = 0;     //1→0，下降沿执行命令}/*--------写数据函数-------*/void LcdWriteData(unsigned char dat){    LCD_RS = 1;    //输入数据    LCD_RW = 0;    //写    LCD_EN = 0;    //使能拉低    LCD_PIN=dat;   //给端口数据    DelayMs(1);    LCD_EN = 1;    //使能拉高    DelayMs(1);    LCD_EN = 0;    //1→0，下降沿执行命令}

八、的指令操作

液晶模块的读写操作，屏幕和光标的操作都是通过指令来实现的。（1为高电平，0为低电平）分别介绍如下。

（1）指令1：清屏。指令码01H，光标复位到地址00H。

（2）指令2：光标复位。光标复位到地址00H。

（3）指令3：输入方式设置。其中，I/D表示光标的移动方向，高电平右移，低电平左移；S表示显示屏上所有文字是否左移或右移，高电平表示有效，低电平表示无效。

（4）指令4：显示开关控制。其中，D用于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用于控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标；B用于控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。

（5）指令5：光标或字符移位控制。其中，S/C表示在高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。

（6）指令6：功能设置命令。其中，DL表示在高电平时为8位总线，低电平时为4位总线；N表示在低电平时为单行显示，高电平时双行显示；F表示在低电平时显示5×7的点阵字符，高电平时显示5×10的点阵字符。

（7）指令7：字符发生器RAM地址设置。

（8）指令8：DDRAM地址设置。

（9）指令9：读忙信号和光标地址。其中，BF为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或数据，如果为低电平则表示不忙。

（10）指令10：写数据。

（11）指令11：读数据。

九、LCD初始化

LCD初始化的过程，也就是对LCD进行写指令的过程，具体的指令如下：

写指令0x38：162显示，57点阵，8位数据口 (指令6)。

写指令0x0c：开启显示屏，关光标，光标不闪烁 (指令4)。

写指令0x06：显示地址地址加1，即写一个数据后，显示位置右移一位 (指令3)。

写指令0x01：显示清屏。

/*--------LCD初始化函数-------*/void LcdInit(){    LcdWriteCmd(0x38);        // 16*2显示，5*7点阵，8位数据口    LcdWriteCmd(0x0C);        // 开显示，不显示光标    LcdWriteCmd(0x06);        // 地址加1，当写入数据后光标右移    LcdWriteCmd(0x01);        // 清屏}

十、LCD显示字符

在显示字符之前要设置光标的位置，第一行起始地址就是(1000 0000)80H，第二行起始地址是(1100 0000)C0H（40H+80H）。具体代码如下

/*--------显示字符串函数-------*/void LcdPrintStr(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *str){    LcdWriteCmd(0x80+0x40*(y%2)+x%16);// 设置坐标    while(*str!='')        LcdWriteData(*str++);      //发送要显示的数据}

十一、仿真代码示例

主函数代码：

/*--------主函数-------*/void main(){    LcdInit();    // LCD液晶初始化    LcdPrintStr(0,0,"  LCD1602 Test  ");    LcdPrintStr(0,1,"ABCDEFGHIJKLMNOP");    while(1);}