在單片機系統(tǒng)中應用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點：

顯示質量高

由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。因此，液晶顯示器畫質高且不會閃爍。

數(shù)字式接口

液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。

體積小、重量輕

液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。

功耗低

相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內部的電極和驅動IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。

10．8．1 液晶顯示簡介

①液晶顯示原理

液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經被廣泛應用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、PDA移動通信工具等眾多領域。

②液晶顯示器的分類

液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅動方式來分，可以分為靜態(tài)驅動（Static）、單純矩陣驅動（Simple Matrix）和主動矩陣驅動（Active Matrix）三種。

③液晶顯示器各種圖形的顯示原理:

線段的顯示

點陣圖形式液晶由M×N個顯示單元組成，假設LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個點組成，屏上64×16個顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對應，每一字節(jié)的內容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內容決定，當（000H）=FFH時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個點；當（3FFH）=FFH時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H時，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。

字符的顯示

用LCD顯示一個字符時比較復雜，因為一個字符由6×8或8×8點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應的地址，設立光標，在此送上該字符對應的代碼即可。

漢字的顯示

漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼（一般用字模提取軟件），每個漢字占32B，分左右兩半，各占16B，左邊為1、3、5……右邊為2、4、6……根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對應的地址，設立光標，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標位置加1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié)……直到32B顯示完就可以LCD上得到一個完整漢字。

10．8．2 1602字符型LCD簡介

字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。下面以長沙太陽人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。一般1602字符型液晶顯示器實物如圖10-53：

圖10-53 1602字符型液晶顯示器實物圖

10．8.2.1 1602LCD的基本參數(shù)及引腳功能

1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖10-54所示：

圖10-54 1602LCD尺寸圖

1602LCD主要技術參數(shù)：

顯示容量:16×2個字符

芯片工作電壓:4.5—5.5V

工作電流:2.0mA(5.0V)

模塊最佳工作電壓:5.0V

字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm

引腳功能說明

1602LCD采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表10-13所示:

表10-13：引腳接口說明表

第1腳：VSS為地電源。

第2腳：VDD接5V正電源。

第3腳：VL為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度。

第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。

第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。

第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。

第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。

第15腳：背光源正極。

第16腳：背光源負極。

10．8．2．3 1602LCD的指令說明及時序

1602液晶模塊內部的控制器共有11條控制指令，如表10-14所示：

表10-14：控制命令表

1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）

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:屏幕上所有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：控制整體顯示的開與關，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：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符。

指令7：字符發(fā)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：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。

指令10：寫數(shù)據(jù)。

指令11：讀數(shù)據(jù)。

與HD44780相兼容的芯片時序表如下：

表10-15：基本操作時序表

讀寫操作時序如圖10-55和10-56所示：

圖10-55 讀操作時序

圖10-56 寫操作時序

10．8．2．4 1602LCD的RAM地址映射及標準字庫表

液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖10-57是1602的內部顯示地址。

圖10-57 1602LCD內部顯示地址

例如第二行第一個字符的地址是40H，那么是否直接寫入40H就可以將光標定位在第二行第一個字符的位置呢？這樣不行，因為寫入顯示地址時要求最高位D7恒定為高電平1所以實際寫入的數(shù)據(jù)應該是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。

在對液晶模塊的初始化中要先設置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時光標是自動右移的，無需人工干預。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。

1602液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經存儲了160個不同的點陣字符圖形，如圖10-58所示，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”

圖10-58 字符代碼與圖形對應圖

10．8．2．5 1602LCD的一般初始化（復位）過程

延時15mS

寫指令38H（不檢測忙信號）

延時5mS

寫指令38H（不檢測忙信號）

延時5mS

寫指令38H（不檢測忙信號）

以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號

寫指令38H：顯示模式設置

寫指令08H：顯示關閉

寫指令01H：顯示清屏

寫指令06H：顯示光標移動設置

寫指令0CH：顯示開及光標設置

10．8．3 1602LCD的軟硬件設計實例

在1602LCD第一行顯示網站名：www.hificat.com在第二行顯示聯(lián)系電話：0571-85956028。實驗前應先將顯示切換開關切換到LCD工作狀態(tài)。

圖10-59 1602LCD實驗演示圖

10．8．3．1 硬件原理圖

1602液晶顯示模塊可以和單片機AT89C51直接接口，電路如圖10-60所示。

圖10-60 硬件原理圖

10．8．3．2 程序流程圖

圖10-61 軟件流程圖

10．8．3．3 軟件代碼

#include

#include

sbit rs= P2^0;

sbit rw = P2^1;

sbit ep = P2^2;

unsigned char code dis1[] = {"www.hificat.com"};

unsigned char code dis2[] = {"0571-85956028"};

void delay(unsigned char ms)

{

unsigned char i;

while(ms--)

{

for(i = 0; i< 250; i++)

{

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

}

}

}

bit lcd_bz()

{

bit result;

rs = 0;

rw = 1;

ep = 1;

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

result = (bit)(P0 & 0x80);

ep = 0;

return result;

}

void lcd_wcmd(unsigned char cmd)

{

while(lcd_bz());//判斷LCD是否忙碌

rs = 0;

rw = 0;

ep = 0;

_nop_();

_nop_();

P0 = cmd;

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

ep = 1;

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

ep = 0;

}

void lcd_pos(unsigned char pos)

{

lcd_wcmd(pos | 0x80);

}

void lcd_wdat(unsigned char dat)

{

while(lcd_bz());//判斷LCD是否忙碌

rs = 1;

rw = 0;

ep = 0;

P0 = dat;

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

ep = 1;

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

ep = 0;

}

void lcd_init()

{

lcd_wcmd(0x38);

delay(1);

lcd_wcmd(0x0c);

delay(1);

lcd_wcmd(0x06);

delay(1);

lcd_wcmd(0x01);

delay(1);

}

void main(void)

{

unsigned char i;

lcd_init();// 初始化LCD

delay(10);

lcd_pos(0x01);//設置顯示位置

i = 0;

while(dis1[i] !=