第13章 LCD与LED编程

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1、第十三章 LCD与LED编程主要内容vLCD概述v点阵字符型LCD的接口特性 v点阵字符型LCD编程实例 v数码管编程实例 13.1 LCD概述13.1.1 LCD的特点低电压微功耗：工作电压为35V，每平方厘米的液晶显示屏的工作电流为A级平板型结构：由两片玻璃组成的很薄的盒子使用寿命长：几乎没有劣化问题，可以使用很长时间被动显示：环境光线越强显示内容越清晰显示信息量大且易于彩色化：像素可以做得很小 ，液晶易于彩色化 无电磁辐射：不会产生X射线和其它电磁辐射13.1 LCD概述13.1.2 LCD的分类（1）按电光效应分类电场效应类 电流效应类 电热写入效应类 热效应类 13.1 LCD概述(

2、2) 按显示内容分类字段型：或称为笔划型，是指以长条笔划状显示像素组成的液晶显示器件。点阵字符型：是指显示的基本单元由一定数量点阵组成，专门用于显示数字、字母、常用图形符号及少量自定义符号或汉字。 点阵图形型：除了可显示字符外，还可以显示各种图形信息、汉字等，显示自由度大。13.1 LCD概述（3）按LCD的采光方式分类带背光源：在弱光或黑暗条件下使用 不带背光源：靠背面的反射膜将射入的自然光从下面反射出来完成的 。例如，计数、计时、仪表、计算器等计量显示部件都可以选择 使用不带背光的LCD器件 。返回 13.1 LCD概述13.2 点阵字符型LCD的接口特性13.2.1 点阵字符型液晶显示模

3、块的基本特点 液晶显示屏是以若干58或511点阵块组成的显示字符群。 主控制电路为HD44780（HITACHI）及其它公司的兼容电路 。 内部具有字符发生器ROM。 具有64字节的自定义字符RAM。 具有64字节的数据显示RAM 。 标准接口特性，与H68HC08系列MCU容易接口。 模块结构紧凑、轻巧、装配容易。 单+5V电源供电（宽温型需要加-7V驱动电源）。 低功耗、高可靠性。13.2 点阵字符型LCD的接口特性13.2.2 HD44780的引脚与时序 （1）HD44780的引脚信号 HD44780的外部接口信号一般有14条，有的型号显示器使用 16，其中与MCU的接口有8条数据线、3

4、条控制线。见下表。管脚号符号电平方向引脚含义说明 1Vss 电电源地 2Vdd 电电源(+5V) 3V0 液晶驱动电驱动电 源（05V） 4RSH/L输输入寄存器选择选择 ；1-数据寄存器 0-数据寄存器 5R/WH/L输输入读读写操作选择选择 ：1-读读操作 0-写操作 6EH/L HL输输入使能信号：R/W =0，E下降沿有效, R/W=1，E=1有 效710DB0 DB3三态态8位数据总线总线 的低4位，若与MCU进进行4位传传送时时，此 4位不用 1114DB4 DB7三态态8位数据总线总线 的高4位，若与MCU进进行4位传传送时时，只 用此4位 1516E1E2 输输入上下两行使能信

5、号，只用于一些特殊型号13.2 点阵字符型LCD的接口特性（2）HD44780的时序信号 13.2 点阵字符型LCD的接口特性HD44780的读操作时序13.2 点阵字符型LCD的接口特性13.2.3 HD44780的编程结构从编程角度看，HD44780内部主要由指令寄存器（IR）、数据寄存器（DR）、忙标志（BF）、地址计数器（AC）、显示数据寄存器（DD RAM）、字符发生器ROM（CG ROM）、字符发生器RAM（CG RAM）及时序发生电路构成。13.2 点阵字符型LCD的接口特性IR用于MCU向HD44780写入指令码。IR只能写入，不能读出。 当RS=0、R/W=0时，数据线DB7

6、DB0上的数据写入指令寄存器IR。 （2）数据寄存器（DR）DR用于寄存数据。当RS=1、R/W=0时，数据线DB7DB0上 的数据写入数据寄存器DR，同时DR的数据由内部操作自动写入DD RAM或CG RAM。当RS=1、R/W=1时，内部操作将DD RAM或CG RAM送到DR中，通过DR送到数据总线DB7DB0上。（3）忙标志（BF）令RS=0、R/W=1，在E信号高电平的作用下，BF输出到总线 的DB7上，MCU可以读出判别。BF=1，表示组件正在进行内部操作， 不能接受外部指令或数据。 （1）指令寄存器（IR）13.2 点阵字符型LCD的接口特性AC作为DD RAM或CG RAM的地

7、址指针。如果地址码随指令写入IR，则IR的地址码部分自动装入地址计数器AC之中，同时选择了相应的DD RAM或CG RAM单元。AC具有自动加1或自动减1功能。当数据从DR送到DD RAM(或CG RAM)，AC自动加1。当数据从DD RAM(或CG RAM)送到DR，AC自动减1。当RS=0、R/W=1时，在E信号高电平的作用下，AC的内容送到DB7DB0。（4）地址计数器（AC）13.2 点阵字符型LCD的接口特性DD RAM用于存储显示数据，共有80个字符码。对于不同的显示行 数及每行字符个数，所使用的地址不同，例如： 81（8个字符，1行）字符位置 1 2 3 4 5 6 7 8 地

8、址 00 01 02 03 04 05 06 07 161（16个字符，1行） 字符位置 1 2 8 9 10 16 地 址 00 01 07 40 41 47（5）显示数据寄存器（DD RAM）13.2 点阵字符型LCD的接口特性字符位置 1 2 8 9 10 16 第一行地址 00 01 07 08 09 0F 第二行地址 40 41 47 48 49 4F 164（每行16个字符，共4行）字符位置 1 2 8 9 10 16 第一行地址 00 01 07 08 09 0F 第二行地址 40 41 47 48 49 4F 第三行地址 10 11 17 18 19 1F 第四行地址 50 5

9、1 57 58 59 5F 162（每行16个字符，共2行）13.2 点阵字符型LCD的接口特性CG ROM由8位字符码生成57点阵字符160种和510点阵字符 32种。（7）字符发生器RAM(CG RAM)CG RAM是提供给用户自定义特殊字符用的，它的容量仅为64 字节，编址为003FH。作为字符字模使用的仅是一个字节中的低5位， 每个字节的高3位留给用户作为数据存储器使用。如果用户自定义字符由 57点阵构成，可定义8个字符。 （6）字符发生器ROM(CG ROM)13.2 点阵字符型LCD的接口特性13.2.4 HD44780的指令集（1）清屏（Clear Display） RS、R/=

10、00，DATA=0000 0001。清屏指令使DD RAM的内容 全部被清除，屏幕光标回原位，地址计数器AC=0。（2）归位（Return Home） RS、R/=00，DATA=0000 001*，“*”表示任意，下同。归位 指令使光标和光标所在位的字符回原点（屏幕的左上角）。地址计数器 AC=0。（3）输入方式设置（Entry Mode Set） RS、R/=00，DATA=0000 00AS。该指令设置光标、画面的移 动方式。下面解释A、S位的含义。A=1:数据读写操作后，AC自动增1 ；A=0:数据读写操作后，AC自动减1。S=1:当数据写入DD RAM显示 将全部左移（A=1）或全部

11、右移(A=0)，此时光标看上去未动，仅仅是 显示内容移动，但从DD RAM中读取数据时，显示不移动；S=0：显示 不移动，光标左移（A=1）或右移(A=0)。13.2 点阵字符型LCD的接口特性RS、R/=00，DATA=0000 1DCB。该指令设置显示、光标及闪 烁开、关。D：显示控制，D=1，开显示(Display ON)；D=0，关显示 (Display OFF)。C：光标控制，C=1，开光标显示；C=0，关光标显示 。B：闪烁控制，B=1，光标所指的字符同光标一起以0.4s交变闪烁； B=0，不闪烁。运行时间(250KHz)：40s。（5）光标或画面移位（Cursor or Disp

12、lay Shift） RS、R/=00，DATA=0001 S/C R/L * *。该指令使光标或画面 在没有对DD RAM进行读写操作时被左移或右移，不影响DD RAM。 S/C=0、R/L=0，光标左移一个字符位，AC自动减1；S/C=0、R/L=1， 光标右移一个字符位，AC自动加1；S/C=1、R/L=0，光标和画面一起左 移一个字符位；S/C=1、R/L=1，光标和画面一起右移一个字符位。运行 时间(250KHz):40s。（4）显示开关控制（Display ON/OFF Control）13.2 点阵字符型LCD的接口特性（6）功能设置（Function Set） RS、R/=00

13、，DATA=001 DL N F * *。该指令为工作方式设置命令（初 始化命令）。对HD44780初始化时，需要设置数据接口位数（4位或8位）、显示行数、点 阵模式（57或510）。DL:设置数据接口位数，DL=1，8位数据总线DB7DB0；DL=0 ，4位数据总线DB7DB4，而DB3DB0不用，在此方式下数据操作需两次完成。N：设 置显示行数，N=1，2行显示；N=0，1行显示。F:设置点阵模式，F=0，57点阵；F=1， 510点阵。运行时间(250KHz):40s。（7）CG RAM地址设置（CG RAM Address Set） RS、R/=00，DATA=01 A5 A4 A3

14、A2 A1 A0。该指令设置CG RAM地 址指针。A5A0=00 000011 1111。地址码A5A0被送入AC中，在此后，就可以将用 户自定义的显示字符数据写入CG RAM或从CG RAM中读出。运行时间(250KHz):40s。（8）DD RAM地址设置（DD RAM Address Set） RS、R/=00，DATA=1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0。该指令设置DD RAM 地址指针。若是一行显示，地址码A6A0004FH有效；若是二行显示，首行址码A6 A00027H有效，次行址码A6A04067H有效。在此后，就可以将显示字符码 写入DD RAM或从DD RAM中读

15、出。运行时间(250KHz):40s。13.2 点阵字符型LCD的接口特性（9）读忙标志BF和AC值（Read Busy Flag and Address Count） RS、R/=01，DATA=BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC3 AC1 AC0。该指令 读取BF及AC。BF为内部操作忙标志，BF=1，忙；BF=0，不忙。AC6AC0为地址计数 器AC的值。当BF=0时，送到DB6DB0的数据（AC6AC0）有效。（10）写数据到DDRAM或CGRAM(Write Data to DDRAM or CG RAM) RS、R/=10，DATA=实际实际 数据。该指令根据最近设置的地址，将数据写 入DD RAM或CG RAM中。实际上，数据被直接写入DR，再由内部操作写入地址指针所指 的DD RAM或CG RAM。运行时间(250KHz):40s。（11）读DDRAM或CGRAM数据（Read Data from DDRAM or CGRAM） RS、R/=11，DATA=实际实际 数据。该指令根据最近设置的地址，从DD RAM或CG RAM读