1602液晶显示设计
一、实验简介：
通过学习本门课程，能够掌握利用51单片机完成简单项目的应用系统设计和调试，掌握单片机应用程序的编写和调试过程。本次实习，我的题目是用51单片机控制1602液晶显示指定字符的设计，需要分别设计系统的硬件电路及调试软件程序，并能够正确演示调试结果。
二、实验要求：
1、查找资料学习单片机的LCD点阵显示原理；
2、理解KST-51的LCD点阵显示电路图；
3、编制程序在点阵LCD上实现字母：我爱单片机绘制原理图；
4、完成实验报告的撰写。
三、硬件电路：
（一）89C52系列单片机
89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它内置8位中央处理单元、512字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器（ROM）32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。此外，89C52还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。
1、单片机最小系统
KST-51单片机开发板
最小系统是指单片机正常工作的最基本的外围配置，主要包括时钟电路、复位电路等。
51单片机最小系统是利用XTAL1和XTAL2两个引脚外接晶体振荡器的内部时钟方式，C1和C2的作用是稳定频率和快速起振，典型值为30pf，晶体振荡器的振荡频率典型值为6 MHZ、12 MHZ或者11.0592 MHZ，系统与PC通信时常采用11.0592MHZ。
复位电路设计形式包括：上电复位、按键复位、和利用专业的复位芯片进行管理，本次设计采用按键复位方式。
51单片机最小系统
2、单片机引脚功能
51系列单片机有40个引脚，包括2个 电源引脚，2个外界晶振引脚，4个控制或 其他电源复用引脚，32个I/O引脚。 1） 主电源引脚（2根） VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源 GND(Pin20)：接地线 2） 外接晶振引脚（2根）
XTAL1(Pin19)、XTAL2(Pin18)主要用来构成单片机的时钟电路。时钟电路用来产生单片机工作所需的时钟信号。时钟信号分为内部时钟方式和外部时钟方式。 3） 控制引脚（4根）
RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号 PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号
EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。 4） 输入/输出引脚（32根）
P0口是一个双功能的8位并行口，可以用做地址/数据总线，另外P0口还可以作为通用I/O口使用，此时为准双向口，且内部无上拉电阻。
P1口是单功能的I/O口，只能作为通用的I/O口使用，为准双向口，但内部有上拉电阻。
P2口是一个双功能口，为准双向口，但内部有上拉电阻，P2口功能主要有一下两个方面：一是作为高8位地址输出线使用时，P2口可以输出外部存储器的高8位地址，与P0口输出的低8位地址一起构成16位地址，可以寻址64位的地址空间；二是作为通用I/O口使用时，与P1口使用方法一样。
P3口作为通用I/O口时使用方法与P1一样。另外，P3口主要作为第二功能使用。
（二）1602字符液晶
P3口第二功能表
字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，1602是指显示的内容为16*2,即可以显示两行，每行16个字符。字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的。
1602实物图
1、1602LCD的特性
+5V电压，对比度可调 内含复位电路
提供各种控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能
有80字节显示数据存储器DDRAM 内建有160个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM 8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM
2、字符型LCD1602接口 引脚
2、1为1602的电源和地，引脚
15、16 为背光电源，引脚
4、
5、6为控制端口，引脚7-14为 数据端口，以下为各个端口的详细介绍。
3、1602存储器
HD44780内置了DDRAM（显示数据存储RAM）、CGROM（字符存储ROM）和CGRAM（用户自定义RAM）。
DDRAM就是显示数据RAM，用来寄存待显示的字符代码。共80个字节，其地址和屏幕的对应关系如下表：
在DDRAM的00H地址处显示数据，则必须将00H加上80H，即0X80+0x00，若要在DDRAM的01H处显示数据，则必须将01H加上80H即 0X80+0x01。以此类推。
字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，如下表所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常 用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码。
4、1602指令表
对DDRAM的内容和地址操作，HD44780的指令集及其设置说明，共有11条指令： 1）清屏指令
功能： 清除液晶显示器，即将DDRAM的内容全部填入“空白”的字符码20H; 光标归位，即将光标撤回液晶显示屏的左上方; 将地址计数器(AC)的值设为0。
2）光标归位指令
功能： 把光标撤回到显示器的左上方; 把地址计数器(AC)的值设置为0; 保持DDRAM的内容不变 3）输入模式设置指令
功能：设定每次写入1位数据后光标的移位方向，并且设定每次写入的一个字符是否移动。参数设定的情况如下所示： 位名 设置
I/D 0=写入新数据后光标左移 1=写入新数据后光标右移
S 0=写入新数据后显示屏不移动 1=写入新数据后显示屏整体右移1个字 4）显示开关控制指令
功能：控制显示器开/关、光标显示/关闭以及光标是否闪烁。参数设定的情况如下：
位名 设置 D 0=显示功能关 1=显示功能开 C 0=无光标 1=有光标 B 0=光标不闪烁 1=光标闪烁 5）设定显示屏或光标移动方向指令
功能：使光标移位或使整个显示屏幕移位。参数设定的情况如下： S/C R/L 设定情况
0 0 光标左移1格，且AC值减1 0 1 光标右移1格，且AC值加1 1 0 显示器上字符全部左移一格，但光标不动 1 1 显示器上字符全部右移一格，但光标不动 6）功能设定指令
功能：设定数据总线位数、显示的行数及字型。参数设定的情况如下： 位名 设置
DL 0=数据总线为4位 1=数据总线为8位 N 0=显示1行 1=显示2行 F 0=5×7点阵/每字符 1=5×10点阵/每字符 7）设定CGRAM地址指令
功能：设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。 8）设定DDRAM地址指令
功能：设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。 9）读取忙信号或AC地址指令
功能： 读取忙碌信号BF的内容，BF=1表示液晶显示器忙，暂时无法接收单片机送来的数据或指令; 当BF=0时，液晶显示器可以接收单片机送来的数据或指令; 读取地址计数器(AC)的内容。 10）数据写入DDRAM或CGRAM指令
功能： 将字符码写入DDRAM，以使液晶显示屏显示出相对应的字符; 将用户自己设计的图形存入CGRAM。 11）从CGRAM或DDRAM读出数据的指令
功能：读取DDRAM或CGRAM中的内容。
5、时序图
（1）读状态 输入：RS=0，RW=1，E=1 读数据 输入：RS=1，RW=1，E=1 （2）写指令 输入：RS=0，RW=0，E=下降沿脉冲，DB0～DB7=指令码 写数据 输入：RS=1，RW=0，E=下降沿脉冲，DB0～DB7=数据
四、实习结果与讨论：
通过程序的编辑在1602型LCD上实现了显示英文字符，通过本次实验的学习进一步熟悉了1602型LCD，对其操作有了更多的心得体会，在本次实验中获益匪浅。
五、实验程序： #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int
sbit LCD_RS = P2^0; sbit LCD_RW = P2^1; sbit LCD_EN = P2^2;
uchar code dis1[] = {\"woai danpianji\"}; uchar code dis2[] = {\"huizhi yuanlitu\"}; uchar code dis3[] = {\"chen jian\"}; uchar code dis4[] = {\" dianzihua 1101 \"};
void delay(int ms) { int i; while(ms--) { for(i = 0; i
bit lcd_busy() { bit result; LCD_RS = 0; LCD_RW = 1; LCD_EN = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); result = (bit)(P0&0x80); LCD_EN = 0; return result; } void lcd_wcmd(uchar cmd) { while(lcd_busy()); LCD_RS = 0; LCD_RW = 0; LCD_EN = 0; _nop_(); _nop_(); P0 = cmd; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); LCD_EN = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); LCD_EN = 0; }
void lcd_wdat(uchar dat) { while(lcd_busy()); LCD_RS = 1; LCD_RW = 0; LCD_EN = 0; P0 = dat; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); LCD_EN = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); LCD_EN = 0; }
void lcd_pos(uchar pos) { lcd_wcmd(pos|0x80); //数据指针=80+地址变量 }
void lcd_init() { lcd_wcmd(0x38); //16*2显示，5*7点阵，8位数据 delay(5); lcd_wcmd(0x38); delay(5); lcd_wcmd(0x38); delay(5); lcd_wcmd(0x0c); //显示开，关光标 delay(5); lcd_wcmd(0x06); //移动光标 delay(5); lcd_wcmd(0x01); //清除LCD的显示内容 delay(5); }
void flash() { delay(600); //控制停留时间 lcd_wcmd(0x08); //关闭显示 delay(200); //延时 lcd_wcmd(0x0c); //开显示 delay(200); //延时 lcd_wcmd(0x08); //关闭显示 delay(200); //延时 lcd_wcmd(0x0c); //开显示 delay(200); } main() { uchar i; delay(10); lcd_init(); // 初始化LCD
while(1) { lcd_wcmd(0x06); //向右移动光标
lcd_pos(0); //设置显示位置为第一行的第1个字符 i = 0; while(dis1[i] != \'\\0\') { //显示字符\" woai danpianji\" lcd_wdat(dis1[i]); i++; delay(30); //控制两字之间显示速度 }
lcd_pos(0x40); //设置显示位置为第二行第1个字符 i = 0;
while(dis2[i] != \'\\0\') { lcd_wdat(dis2[i]); //显示字符\" huizhi yuanlitu \" i++; delay(30); //控制两字之间显示速度 }
flash(); //闪动二次
lcd_wcmd(0x01); //清除LCD的显示内容 delay(200); //控制转换时间 lcd_wcmd(0x04); //向左移动光标
lcd_pos(15); //设置显示位置为第一行的第16个字符 i = 0; while(dis3[i] != \'\\0\') { //显示字符\" chen jian \" lcd_wdat(dis3[i]); i++; delay(30); //控制两字之间显示速度 } lcd_pos(0x4F); //设置显示位置为第二行的第16个字符 i = 0; while(dis4[i] != \'\\0\') { lcd_wdat(dis4[i]); //显示字符\" dianzihua1101 \" i++; delay(30); //控制两字之间显示速度 }
flash(); //闪动二次
lcd_wcmd(0x01); //清除LCD的显示内容 delay(200); //控制转换时间 } }
