2019年06月29日 | 通用型1602,12232,12864液晶操作方法

一、液晶概述：

       液晶(LiquidCrystal) 是一种高分子材料，因为其特殊的物理、化学、光学特性，20世纪中叶开始广泛应用在轻薄型显示器上。

       液晶显示器(LiquidCrystalDisplay,LCD)的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面并配合背部灯管构成画面。为叙述简便，通常把各种液晶显示器都直接叫做液晶。

       各种型号的液晶通常是按照显示字符的行数或液晶点阵的行、列数来命名的。比如：1602的意思是每行显示16个字符，一共可以显示两行；类似的命名还有0801, 0802,1601等，这类液晶通常都是字符型液晶，即只 能显示ASCII码字符，如数字、大小写字母、各种符号等。12232液晶属于图形型液晶，她的意思是液晶由122列、32行组成，即共有122X32个点来显示各种图形，我们可以通过程序控制这122X32个点中的任一个点显示或不显示。类

似的命名还有12864,19264,192128,320240等，根据客户需要，厂家可以设计出任意数组合的点阵液晶。

       液晶体积小、功耗低、显示操作简单，但是它有一个致命的弱点，其使用的温度范围很窄，通用型液晶正常工作温度范围为0°C+55°C,存储温度范围为-20°C+60°C,即使是宽温级液晶，其正常工作温度范围也仅为-20°C+70°C,存储温度范围为-30°C+80°C,因此在设计相应产品时，务必要考虑周全，选取合适的液晶。

       本章主要介绍三种具有代表性的常用液晶，同时详细讲解并行操作方式和串行操作方式。市场上使用的1602液晶以并行操作方式居多，但也有并、串口同时具有的，用户可以选择用并口或串口操作。12232液晶同样也有这两种操作方式。只有并行接口的1602液晶接口如图7.1.1所示，其显示状态如图7.1.2所示。并、串口兼有的12232液晶接口如图7.1.3所示，其显示状态如图7.1.4所示

       12864液晶串行接口与并行接口共用，用户可选择其中一种方式操作，其接口图如图7.1.5所示，其显示状态如图7.1.6所示。

二、常用1602液品操作实例：

       1602液晶的讲解以并行操作为主，设计两个程序，一个是在液晶的任意位置显示字符，另一个是滚动显示一串字符。

       本教材实验使用的1602液晶为5V电压驱动，带背光，可显示两行，每行16个字符，不能显示汉字，内置含128个字符的ASCII字符集字库，只 有并行接口，无串行接口。

1、接口信号说明

       1602型液晶接口信号说明如表7.2.1所示。

2、主要技术参数（见表 7.2.2 )

3、基本操作时序

读状态 输入：RS=L, R/W=H, E=H 输出：D0~D7=状态字。

读数据 输入：RS=H, R/W=H, E=H 输出：无。

写指令 输入：RS=L, R/W=L, D0~D7=指令码，E=高脉冲 输出：DO, D7=数据。

写数据 输入：RS=H, R/W=L, D0~D7=数据， E=高脉冲 输出：无。

4、RAM地址映射图

控制器内部带有80B的RAM缓冲区，对应关系如图7.2.1所示。

       当我们向图7.2.1中的000F、404F地址中的任一处写入显示数据时，液晶都可立即显示出来，当写入到1027或5067地址处时，必须通过移屏指令将它们移入可显示区域方可正常显示。

5、状态字说明（见表7.2.3)

       注意：原则上每次对控制器进行读／写操作之前，都必须进行读／写检测，确保STA7为0。实际上，由于单片机的操作速度慢于液晶控制器的反应速度，因此可以不进行读／写检测，或只进行简短延时即可。

6、数据指针设置

控制器内部设有一个数据地址指针，用户可以通过它们访问内部的全部80B的RAM,如表7.2.4所示。

7、其他设置（见表 7.2.5 )

8、初始化设置

       (1) 显示模式设置（见表 7.2.6)

       (2) 显示开／关及光标设置（见表 7.2.7)

9、写操作时序（见图 7.2.2)

       分析时序图可知操作 1602液晶的流程如下：

(1) 通过RS 确定是写数据还是写命令。写命令包括使液晶的光标显示／不显 示、光标闪烁／不闪烁、需／不需要移屏、在液晶的什么位置显示，等等。写数据是指要显示什么内容。

(2) 读／写控制端设置为写模式，即低电平。

(3) 将数据或命令送达数据线上。

(4) 给E一个高脉冲将数据送入液晶控制器，完成写操作。

关于时序图中的各个延时，不同厂家生产的液晶其延时不同，我们无法提供准确数据，大多数基本都为纳秒级，单片机操作最小单位为微秒级，因此我们在写程序时可不做延时，不过为了使液晶运行稳定，最好做简短延时，这需要大家自行测试以选定最佳延时。

TX-1C实验板上1602液晶与单片机接口如图7.2.3所示。

接口说明如下：

(1) 液晶1,2端为电源；15,16为背光电源；为防止直接加5V电压烧坏背光灯，在15脚串接一个10Ω电阻用于限流。

(2) 液晶3端为液晶对比度调节端，通过一个10kΩ电位器接地来调节液晶显示对比度。首次使用时，在液晶上电状态下，调节至液晶上面一行显示出黑色小格为止。

(3) 液晶4端为向液晶控制器写数据／写命令选择端，接单片机的P3.5口。

(4) 液晶5端为读／写选择端，因为我们不从液晶读取任何数据，只向其写入命令和显示数据，因此此端始终选择为写状态，即低电平接地。

(5) 液晶6端为使能信号，是操作时必需的信号，接单片机的P3.4口。

【例7.2.1】用C语言编程，实现在1602液晶的第一行显示"123456789Sumjess",在第二行显示" 1 00:00:00 "。新建文件Sumjess2.5_1.c,程序代码如下：

#include //编译器自带的库用 < > 编译器包含C52的定义

#include //编译器自带的库用 < > 循环移位函数等

#include //编译器自带的库用 < >   标准输入输出函数

#include //编译器自带的库用 < >   C语言标准库函数

#include "delay_Sum.h" //后加的库用 “ ” 延时函数、显示器延时函数

#include "74hc595_Sum.h" //后加的库用 “ ” 74hc595芯片操作

#include "boardinit_Sum.h" //后加的库用 “ ” 数码管硬件芯片定义

#include "1602_Sum.h" //后加的库用 “ ” 1602函数

void main()

{  

    char e[16]={"123456789Sumjess"};   

    uchar m=0;

boardinit(); //数码管硬件初始化

lcdinit_1602(); //1602初始化

while(1)

{

m=rand();

Disp_1602(1,1,e,16);

Disp_1602(1,2,"    00:00:00    ",16);

write_twoline_1602(2,(int)m);

delay(1000);

}

   }

库函数如下：

/*

* 文 件 名：1602led.c.c

* 芯    片：1602液晶

* 晶    振：11.0592MHz

* 创 建 者：XK

* 创建日期：2011.8.6

* 修 改 者：

* 修改日期：

* 功能描述：1602，写数据函数 

*/

#include

#include "1602_Sum.h"

#include "delay_Sum.h"

#include "74hc595_Sum.h"

sbit rs_1602=P2^5; //1602rs信号

sbit rw_1602=P2^6; //1602rw信号

sbit e=P2^4;  

/*

void write_zl(uchar zl)

{

rs=0;

    P0=zl;

    delay(5);

    e=1;

    delay(5);

    e=0;

}

void write_sj(uchar sj)

{

rs=1;

    P0=sj;

    delay(5); 

    e=1;

    delay(5);

    e=0;

}   */

void write_order_1602(uchar order_data)

{

   e=0;

   rs_1602=0;

   P0=order_data;

   e=1;

       delay(1);

       e=0;

}

void write_data_1602(uchar data_1602)

{

e=0;

rs_1602=1;

P0=data_1602;

e=1;

    delay(1);

    e=0;

}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

//功能:按指定位置显示一串字符

///////////////////////////////////////////////////////////////

//输入:    ////////

//列显示地址x_1602(取值范围1-16)    ////////

//行显示地址y_1602(取值范围1-2),    ////////

//指定字符串指针*p_1602,    ////////

//要显示的字符个数count_1602 (取值范围1-16)    ////////

///////////////////////////////////////////////////////////////

// 子函数使用例子： Disp_1602(1,1," TEMP:    .     ",16); //在1602第一行第一列写16个字符，既字符串数据

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void Disp_1602(unsigned char x_1602,unsigned char y_1602,unsigned char *p_1602,unsigned char count_1602)

{

unsigned char i;    

    for(i=0;i    {

        if (1 == y_1602) 

x_1602 |= 0x80; //当要显示第一行时地址码+0x80;

        else x_1602 |= 0xC0;        //在第二行显示是地址码+0xC0;

        write_order_1602(x_1602-1);

        write_data_1602(*p_1602);

        x_1602++;  

        p_1602++;

    }        

}      

void write_oneline_1602(uchar add_1602,uint date_1602)

{

  uchar ge,shi;

shi=date_1602/10;

    ge=date_1602%10;

write_order_1602(0x80+add_1602-1);

    write_data_1602(0x30+shi);

    write_order_1602(0x80+add_1602);

    write_data_1602(0x30+ge);

    //在1602上写时间函数  即在1602第二行指定位置上写显示

}

void write_twoline_1602(uchar add_1602,uint date_1602)

{

uchar shi,ge;

    shi=date_1602/10;

    ge=date_1602%10;

    write_order_1602(0x80+0x40+add_1602-1);

    write_data_1602(0x30+shi);

    write_order_1602(0x80+0x40+add_1602);

    write_data_1602(0x30+ge);      //在1602上写时间函数  即在1602第二行指定位

}

void lcdinit_1602()

{

    rw_1602=0;

e=0;

write_byte_74hc595(0X02);//关流水灯使能 关蜂鸣器 光继电器 打开1602背光打开 

write_order_1602(0x38); //液晶设置不判忙模式

write_order_1602(0x0c); //开显示 不显示光标

write_order_1602(0x06); //当写一个字符是，地址指针加 1

write_order_1602(0x01); //显示清屏

}

分析如下：

① 写命令操作和写数据操作分别用两个独立的函数来完成，函数内部唯一的区别就是液晶数据命令选择端的电平，写命令函数解释如下：

void write_com(uchar com)

｛

lcdrs=0; //选择写命令模式

P0=com;//将要写的命令字送到数据总线上

delay(5);//稍做延时以待数据稳定

lcden=1;//使能端给一高脉冲，因为初始化函数中已经将lcden置为0

delay(5);//稍做延时

lcden=0;//将使能端置0以完成高脉冲

｝

② 初始化函数中几个命令的解释请对照前面的指令码及功能说明。

write_com(0x38); //设置16X2显示，5X7点阵，8位数据接口

write_com(0x0c); //设置开显示，不显示光标

write_com(0x06); //写一个字符后地址指针自动加1write_com(0x01); //显示清0, 数据指针清0

③ 进入主函数，执行完初始化函数后，用"write_com(0x80);"命令先将数据指针定位到第一行第一个字处，然后写完第一行要显示的字，在每两个字之间做简短延时，这个时间可自行测试，时间太长会影响写入及显示速度，时间太短会影响控制器接收数据的稳定性，以测试稳定为最佳。

④ 当写第二行时需要重新定位数据指针：write_com(0x80+0x40)。

例7.2.1实际现象效果图如图7.2.4所示。

分析如下：

① 在写第一行数据前先定位数据指针"write_com(0x80+0x10);",将数据写在液晶第一行非显示区域地址处，写第二行时同样用’'write_com(0x80+0x10);"定位数据指针，这样写的目的是在接下来要使用移屏命令将液晶整屏向左移动。

② "write_com(0x18);"为整屏左移指令，每间隔200ms移动l个地址，共移动16个地址，刚好将要显示的数据全部移入液晶可显示区域。

③ 0x07指令也可完成移屏功能，大家可自行做实验验证。

例7.2.2实际现象效果图如图7.2.5所示。

三、常用12232 液晶操作实例：

       12232液晶的讲解以串行操作为主，设计两个程序，一个是在液晶的任意位置显示数字、符号和汉字，另一个是滚动显示一串字符。

       本教材实验使用的12232液晶为5V电压驱动，带背光，内置含8192个汉字的16X16点汉字库和含128个字符的16X8点ASCII字符集。该液晶主要由行驱动器、列驱动器及128X32全点阵液晶显示器组成可完成图形显示，也可以显示7.5X2个(16X16点阵）汉字，与外部CPU接口采用并行或串行两种控制方式。

1、接口信号说明

12232液晶并行接口信号说明如表7.3.1所示。

12232液晶串行接口信号说明如表7.3.2所示。

2、主要技术参数（见表7.3.3)

3、井行基本操作时序

读状态 输入：RS=L, R/W=H,E=H 输出：D0~D7=状态字。

读数据 输入：RS=H,R/W=H,E=H 输出：无。

写指令 输入：RS=L, R/W=L, D0-D7=指令码,E=高脉冲 输出：D0~D7=数据。

写数据 输入：RS=H,R/W=L, D0-D7=数据, E=高脉冲 输出：无。

4、忙标志(BF)

BF标志提供内部工作情况。BF=1表示模块在进行内部操作，此时模块不接受外部指令和数据。BF=0时，模块为准备状态，随时可接受外部指令和数据。

利用STATUSRD指令，可以将BF读到DB7总线来检验模块的工作状态。

5、字型产生ROM(CGROM)

字型产生ROM(CGROM)提供8192个触发器，用千模块内部屏幕显示开／关控制。DFF=1为开显示(DISPLAYON),此时将DDRAM 的内容显示在屏幕上。DFF=O为关显示(DISPLAY

OFF)。DFF状态是由指令DISPLAYON/OFF和RST信号控制的。

6、显示数据RAM(DDRAM)

模块内部显示数据RAM提供64X2个位元组空间，最多可控制4行16字(64个字）的中文字型显示（本模块只用到其中的7.5X2 个）。当写入显示数据RAM时，可分别显示CGROM与CGRAM字型。此模块可显示三种字型，分别是瘦长的英数字型(16X8)、CGRAM字型及CGROM中文字型。三种字型的选择，由DDRAM中写入的编码选择，在000F的编码中将选择CGRAM的定义，107F的编码中将选择瘦长英数字的字型，至于A0以上的编码自动地结合下一个位元组，组成两个位元组的编码，形成中文字型编码(A140~D75F)。

7、字型产生RAM(CGRAM)

字型产生RAM提供图像定义（造字）功能，可以提供4组16X16点的自定义图像空间，使用者可以将内部字型没有提供的图像字型自行定义到CGRAM中，便可和CGROM中定义过的字型一样，通过DDRAM显示在屏幕上。

8、地址计数器AC

地址计数器用来存储DDRAM/CGRAM的地址，它可由设定指令暂存器来改变，之后只要读取或写入DDRAM/CGRAM的值，地址计数器就会自动加1,当RS=O且Rfvi=l时，地址计数器的值会被读取到DB6DBO中。 ．

9、游标／闪烁控制电路

此模块提供硬件游标及闪烁控制电路，由地址计数器的值来指定DDRAM中的游标或闪烁位置。

10、状态字说明（见表7.3.4)

       注意：原则上每次对控制器进行读／写操作之前，都必须进行读／写检测，确保STA7为0。实际上，由千单片机的操作速度低于液晶控制器的反应速度，因此可以不进行读／写检测，或只进行简短延时即可。

11、指令说明（见表7.3.5)

       另外，当RE=1时，还有一些扩充指令可设定液晶的一些功能，如待机模式、卷动地址开关开／启、反白显示、睡眠、控制功能设定、绘图模式、设定绘图RAM地址等，关于这部分扩展功能请大家查阅相关资料，这里不再赘述。

12、井行写操作时序（见图7.3.1)

13、串行读／写操作时序（见图7.3.2)

       由于122332液晶的并行操作方式基本与1602液晶相同，所以不再讲述，本节主要讲解12232液晶的串行操作方式，这里重点讲解串行时序。

(1) CS—液晶的片选信号线，每次在进行数据操作时都必须将CS端拉高。

(2) SCLK—串行同步时钟线，每操作一位数据都要有一个SCLK跳变沿，而且在这里是上升沿有效。也就是说，每次SCLK由低电平变为高电平的瞬间，液晶控制器将SID上的数据读入或输出。

(3) SID—串行数据，每一次操作都由三个字节数据组成，第一字节向控制器发送命令控制字，告诉控制器接下来是什么操作，若为写指令则发送11111000,若为写数据则发送11111010。第二字节的高4位发送指令或数据的高4位，第二字节的低4位补0。第三字节的高4位发送指令或数据的低4位，第三字节的低4位同样补0。

12232液晶的串行接口非常简单，只需要三条线与单片机的任意三个I/O口相连即可操作，图7.3.3为12232的最简单接线图，这里我们没有加入背光，3端的对比度调节端接一10kΩ电位器的滑动端，电位器另两端分别接Vcc和GND,注意这里和1602液晶有所不同，现在市面上也有部分12232液晶不需要调节对比度，出厂时已经设定好。SCLK,SID,CS三条线与单片机的任意I/O口相连，TX-1C实验板上连接方式见源程序。