第9章显示器接口技术

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1、第第9章章 显示器接口技术显示器接口技术 9.1 LED显示器原理及应用显示器原理及应用 9.1.1 LED显示器结构与显示原理显示器结构与显示原理 9.1.2 LED显示器常见接口及驱动显示器常见接口及驱动 9.1.3 LED显示器接口应用示例显示器接口应用示例 9.2 LCD显示器原理及应用显示器原理及应用 9.2.1 液晶模块显示原理液晶模块显示原理 9.2.2 字符型液晶显示器字符型液晶显示器LCD1602A 9.2.3 FYD12864显示模块显示模块 9.2.4 汉字字模提取汉字字模提取 在单片机应用系统中，实用的显示器主要有在单片机应用系统中，实用的显示器主要有 LED发光二极管

2、、发光二极管、LCD 液晶显示器，近年来开始使用简易液晶显示器，近年来开始使用简易的的 CRT 接口。其中，接口。其中，LED 显示器和显示器和 LCD 显示器最为显示器最为常见，它们具有成本低、配置灵活和与单片机接口方常见，它们具有成本低、配置灵活和与单片机接口方便等特点。便等特点。 本章将主要介绍本章将主要介绍 LED 和和 LCD 的显示原理和与单片的显示原理和与单片机的接口方法。机的接口方法。第第9章章 显示器接口技术显示器接口技术 LED显示器的结构与显示原理显示器的结构与显示原理 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的结构与显示原理显示器的结构与显示原理 L

3、ED显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器件，在显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器件，在单片机应用系统中常用的是七段单片机应用系统中常用的是七段LED。这种显示器有。这种显示器有共阴极共阴极和和共阳极共阳极两种。共阴极两种。共阴极LED显示器的发光二极管的阴极接地，如显示器的发光二极管的阴极接地，如图图(a)，当发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮；共，当发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮；共阳极阳极LED显示器的发光二极管的阳极接显示器的发光二极管的阳极接5V，如图，如图(b)，当发，当发光二极管的阴极为低电平时，发光二极管点亮。光二极管的阴极为低电平时，发光二极管点亮

4、。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 七段七段LED显示器的段选码显示器的段选码 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用显示字符显示字符共阴极共阴极共阳极共阳极显示字符显示字符共阴极共阴极共阳极共阳极03FHC0HB7CH83H106HF9HC39HC6H25BHA4HD5EHA1H34FHB0HE79H86H466H99HF71H8EH56DH92HP73H8CH67DH82HU3EHC1H707HF8H31HCEH87FH80HY6EH91H96FH90H8.FFH00HA77H88H“灭灭”00HFFH LED显示器的显示方式显示器的显示方式 在单片机应用系统中，可利

5、用在单片机应用系统中，可利用 LED 显示器方便灵活地构显示器方便灵活地构成所要求位数的显示器。成所要求位数的显示器。 N 位的位的 LED 显示器有显示器有 N 根根“位选线位选线”和和 8N 根根“段选线段选线”。根据显示方式的不同，位选线和段选线的接线方式不同。根据显示方式的不同，位选线和段选线的接线方式不同。位选线位选线用于选择被显示的显示器，用于选择被显示的显示器，段选线段选线用于显示需要显示的用于显示需要显示的数字。数字。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的显示方式显示器的显示方式 LED静态显示方式静态显示方式 LED 在静态显示方式下，每一位显示数据的

6、段选线与单片在静态显示方式下，每一位显示数据的段选线与单片机的一个机的一个 8 位并行口连接，如下页图所示。这样，显示器的每位并行口连接，如下页图所示。这样，显示器的每一位均可以独立显示，只要该位的段选线上能够保持相应的段一位均可以独立显示，只要该位的段选线上能够保持相应的段选码不变，则该位就能持续显示相应的字符。由于每一位字符选码不变，则该位就能持续显示相应的字符。由于每一位字符由一个由一个 8 位输出口控制，故在同一时刻各位显示器可显示不同位输出口控制，故在同一时刻各位显示器可显示不同字符。字符。 N 位静态显示器要求有位静态显示器要求有 N8 根根 I/O口线，占用较多的口线，占用较多的

7、 I/O 口资源，故在显示位数较多时不常采用。口资源，故在显示位数较多时不常采用。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的显示方式显示器的显示方式 4位位LED的静态显示的静态显示9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的显示方式显示器的显示方式 LED动态显示方式动态显示方式 LED 动态显示是将所有位的段选线并接在一个动态显示是将所有位的段选线并接在一个 I/O 口上，口上，共阴极端或共阳极端分别由其他共阴极端或共阳极端分别由其他 I/O 口控制。口控制。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的显示方式显示器的显示方式 LED

8、动态显示方式动态显示方式 由于每一位的段选线都连接在一个由于每一位的段选线都连接在一个 I/O 口上，因此每送一口上，因此每送一个段选码，个段选码，8 位显示器均能接收到该字符。如果直接进行显示，位显示器均能接收到该字符。如果直接进行显示，显然该显示器不能正常工作。解决此问题的方法是利用人的显然该显示器不能正常工作。解决此问题的方法是利用人的视视觉滞留觉滞留现象。现象。 在段选线在段选线 I/O 口上按位次分别送显示字符的段选码，在位口上按位次分别送显示字符的段选码，在位选线控制口上也按相应次序分别选通相应的显示器，被选通的选线控制口上也按相应次序分别选通相应的显示器，被选通的显示器将显示相应

9、字符，并保持几毫秒的延时时间，未选通的显示器将显示相应字符，并保持几毫秒的延时时间，未选通的显示器为熄灭状态，不显示字符。然后对各位进行循环显示，显示器为熄灭状态，不显示字符。然后对各位进行循环显示，即为动态显示。即为动态显示。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的显示方式显示器的显示方式 LED动态显示方式动态显示方式 从计算机的工作过程来看，在任一瞬间只有一个从计算机的工作过程来看，在任一瞬间只有一个 LED 显显示器在显示字符，其他各位显示器均处于示器在显示字符，其他各位显示器均处于“正在熄灭状态正在熄灭状态”。但是由于人的视觉滞留，这种动态变化是察觉不到的。从效

10、果但是由于人的视觉滞留，这种动态变化是察觉不到的。从效果上来看，各位显示器均能连续、稳定地显示不同的字符。上来看，各位显示器均能连续、稳定地显示不同的字符。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器常见接口及驱动显示器常见接口及驱动 硬件译码显示器接口硬件译码显示器接口 硬件译码是采用专门的转换器件芯片来实现字母、数字的硬件译码是采用专门的转换器件芯片来实现字母、数字的二进制数值到段选码的转换。二进制数值到段选码的转换。 如如 Motorola 公司生产的公司生产的 MC14495，它是，它是 CMOS BCD七段十六进制锁存、译码驱动芯片。单片机应用系统中常要求七段十六进制

11、锁存、译码驱动芯片。单片机应用系统中常要求显示十六进制及十进制带小数点的数，使用显示十六进制及十进制带小数点的数，使用 MC14494 芯片是芯片是非常方便的。非常方便的。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器常见接口及驱动显示器常见接口及驱动 硬件译码显示器接口硬件译码显示器接口 MC14495 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器常见接口及驱动显示器常见接口及驱动 硬件译码显示器接口硬件译码显示器接口 MC14495 引脚引脚 LE 是数据锁存端，是数据锁存端，LE为为 0 时输入数据，时输入数据，LE 为为 1 时时锁存数据，即锁存数据，即

12、LE 的上升沿实现锁存。的上升沿实现锁存。 h+i 引脚是译码器输入值大于等于引脚是译码器输入值大于等于 10 的指示端，当输入数的指示端，当输入数据大于等于据大于等于 10 时，该引脚输出高电平；时，该引脚输出高电平；VCR 端是输入为端是输入为 15 时的指示端，当输入数据为时的指示端，当输入数据为 15 时，该引脚输出低电平。时，该引脚输出低电平。 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 使用使用MC14495的多位的多位LED静态显示接口静态显示接口9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 使用使用MC14495的多位的多位LED静态显示接口静态显示接口 图中使用图中使用

13、 MC14495 构成了构成了 8 位位 LED 静态显示接口电路，静态显示接口电路，该电路可直接显示多位十六进制数。若要显示带小数点的十进该电路可直接显示多位十六进制数。若要显示带小数点的十进制数，则只要在制数，则只要在 LED 的的 dp 端另加驱动控制即可。端另加驱动控制即可。LED 显示显示块采用共阴极接法。由于块采用共阴极接法。由于 MC14495 有输出限流电阻，故有输出限流电阻，故 LED不需外加限流电阻。不需外加限流电阻。 该电路程序设计较为简单。当该电路程序设计较为简单。当 P1.7 为为 1 时，开显示，由时，开显示，由P1.4、P1.5、P1.6 控制各控制各 MC144

14、95 的的 LE 端依次选中一位端依次选中一位 LED，然，然后由后由 P1.0P1.3 送入送入 BCD 码，再使码，再使 LE 变为高电平，锁存该变为高电平，锁存该位数据并译码、驱动显示。位数据并译码、驱动显示。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 静态显示程序示例静态显示程序示例 下图是采取静态显示方式，单片机的下图是采取静态显示方式，单片机的 P0 口和口和 P1 口分别连口分别连接两个共阳极接两个共阳极 7 段数码管。编写控制程序，实现段数码管。编写控制程序，实现 P0 口上数码口上数码管从管从 0 到到 9 循环显示，循环显示，P1 口上数码管从口上数码管从 9 到到 1

15、 循环显示。循环显示。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 静态显示程序示例静态显示程序示例 # include void delay( unsigned char n ); int main( void ) unsigned char led = 0xC0 , 0xF9 , 0xA4 , 0xB0 , 0x99 , 0x92 , 0x82 , 0xF8 , 0x80 , 0x90 ; /09的字型的字型码 unsigned char i; while( 1 ) for( i=0 ; i10 ; i+ ) P0 = led i ; P2 = led 9-i ; delay( 200

16、); /延延时 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序示例动态显示程序示例 下图中下图中 2 个共阳极数码管采取动态显示方式与单片机相连个共阳极数码管采取动态显示方式与单片机相连接。接。P0 口为段选端，口为段选端，P2.6 和和 P2.7 分别与三极管基极相连做位分别与三极管基极相连做位选端。要求选端。要求 2 个数码管能够分别显示个数码管能够分别显示“1”和和“2”。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序示例动态显示程序示例 #include unsigned char led = 0xf9 , 0xa4 ; / “1”和和“2”字型字型码 un

17、signed char segment = 0x7f , 0xbf ; / 2个数个数码管的位管的位选码 unsigned char k = 0; /全局全局变量，用于量，用于标识显示器位置示器位置 int main( void ) TMOD = 0x00; /设定工作方式定工作方式0 TL0 = ( 8192-2000 ) % 32; /低低5位位赋值 TH0 = ( 8192-2000 ) / 32; /高高8位位赋值 TR0 = 1; EA = 1; ET0 = 1; /开放中断开放中断 while( 1 ); 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序示例动态显示程序

18、示例 void T0_timer( void ) interrupt 1 /中断服中断服务程序程序 P0 = led k ;/段段选赋值 P2 = segment k ; /位位选赋值 k+; /下一个数下一个数码管管 if( k=2 ) k = 0; /显示完最后一个数示完最后一个数码管，重新从管，重新从头开始。开始。 TL0 = ( 8192-2000 ) % 32; TH0 = ( 8192-2000 ) / 32; /重新写入初始重新写入初始值，即重新定，即重新定时 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器常见接口及驱动显示器常见接口及驱动 软件译码显示器接口软件译

19、码显示器接口 软件译码是把各字符的段选码组织在一个表中，要显示某软件译码是把各字符的段选码组织在一个表中，要显示某个字符时，先查表得到其段选码，然后再送往显示器的段选线。个字符时，先查表得到其段选码，然后再送往显示器的段选线。 在单片机应用系统中，多采用软件译码的动态显示方法。在单片机应用系统中，多采用软件译码的动态显示方法。图图 9.6 是是 51 单片机通过单片机通过 8155 扩展扩展 I/O 控制的控制的 8 位位 LED 动态显动态显示接口。图中的示接口。图中的 PB 口输出段选码，口输出段选码，PA 口输出位选码，位选码口输出位选码，位选码占用的输出口线取决于显示器的位数。占用的输

20、出口线取决于显示器的位数。BIC8718 为为 8 位集成驱位集成驱动芯片。动芯片。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 软件译码方式下的动态显示接口软件译码方式下的动态显示接口 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序设计（动态显示程序设计（汇编程序汇编程序） 例：设例：设 51 单片机片内单片机片内 RAM 的的 78H7FH 单元为显示缓冲单元为显示缓冲区，从低到高依次存放区，从低到高依次存放 8 个要显示的数据，以非压缩形式的个要显示的数据，以非压缩形式的 BCD码存放。其相应的动态显示程序如下：码存放。其相应的动态显示程序如下：DISPLAY：MOV A

21、，#00000011B ；8155初始化初始化 MOV DPTR，#7F00H ；DPTR指向指向8155控制控制 MOVX DPTR，A ；寄存器；寄存器 MOV R0，#78H ；R0指向缓冲区首址指向缓冲区首址 MOV R3，#7FH ；首位位选字送；首位位选字送R3(#7FH) MOV A，R39.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序设计动态显示程序设计 LD0：MOV DPTR，#7F01H ；使；使DPTR指向指向PA口口 MOVX DPTR，A ；选通显示器低位；选通显示器低位 INC DPTR ；使；使DPTR指向指向PB口口 MOV A，R0 ；读要显示数

22、；读要显示数 ADD A，#0DH ；调整段选码表首偏移量；调整段选码表首偏移量 MOVC A，A+PC ；查表取得段选码；查表取得段选码 MOVX DPTR，A ；段选码从；段选码从PB口输出口输出 ACALL DL1 ；调用；调用1ms延时子程序延时子程序9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序设计动态显示程序设计 INC R0 ；指向缓冲区下一单元；指向缓冲区下一单元 MOV A，R3 ；位选码送累加器；位选码送累加器A JNB ACC.0，LD1 ；判断；判断8位是否显示完位是否显示完 RR A ；未显示完，选下一位；未显示完，选下一位 MOV R3，A ；修改后的

23、位选字送；修改后的位选字送R3 AJMP LD0 ；循环实现按位序依次显示；循环实现按位序依次显示 LD1：RET 注意：查表求得段选码时的注意：查表求得段选码时的“ADD A，#0DH”指令。为什指令。为什么要加上么要加上“#0DH”？9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序设计动态显示程序设计 DSEG：DB 3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH DB 7DH，07H，7FH，6FH，77H，7CH DB 39H，5EH，79H，71H ；段码表；段码表 DL1：MOV R7，#02H ；延时；延时1ms子程序子程序 DL：MOV R6，#0FFH DL0：D

24、JNZ R6，DL0 DJNZ R7，DL RET9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序设计（动态显示程序设计（C51程序程序） 例例9-1：循环显示：循环显示 8 位字符。设位字符。设 8 位待显示的字符从左到右依位待显示的字符从左到右依次存放在次存放在 dis_buf 数组中，显示次序从右到左进行。程序中的数组中，显示次序从右到左进行。程序中的 table1 为段选码表，依次存放为段选码表，依次存放 09 的段选码。其相应的动态显的段选码。其相应的动态显示程序如下：示程序如下： #include #include #define COM8155 XBYTE 0x7f0

25、0 #define PA8155 XBYTE 0x7f01 #define PB8155 XBYTE 0x7f02 uchar idata dis_buf 8 = 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 ; uchar code table1 10 = 0x3f , 0x06 , 0x5b , 0x4f , 0x66 , 0x6d , 0x7d , 0x07 , 0x7f , 0x6f ;9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序设计（动态显示程序设计（C51程序程序） void dl_ms( uchar d ); void display( uchar

26、idata *p ) uchar sel , i; COM8155 = 0x03; sel = 0x01; for( i=0 ; i8 ; i+ ) PB8155 = table1 *p ; PA8155 = sel; dl_ms( 1 ); p-; sel = sel 1; 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序设计（动态显示程序设计（C51程序程序） void main( void ) while( 1 ) / 循环显示循环显示 display( dis_buf + 7 ); 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路键盘、显示器组合接口

27、电路 根据键盘和显示器的工作原理，可以将二者结合起来与单根据键盘和显示器的工作原理，可以将二者结合起来与单片机进行接口，这样既可以简化接口电路，节省片机进行接口，这样既可以简化接口电路，节省I /O 口线，同口线，同时又可使扫描程序交替工作，提高程序的执行效率。时又可使扫描程序交替工作，提高程序的执行效率。 在键盘扫描程序中，为消除抖动需调用延时子程序，经组在键盘扫描程序中，为消除抖动需调用延时子程序，经组合接口后，可利用调用动态显示子程序来实现消抖延时，从而合接口后，可利用调用动态显示子程序来实现消抖延时，从而达到一举两得的效果。达到一举两得的效果。 键盘、显示器组合接口电路见下页所示。键盘

28、、显示器组合接口电路见下页所示。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用键盘、显示器组合接口电路键盘、显示器组合接口电路 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路键盘、显示器组合接口电路 图图 9.7 是一个采用是一个采用 8155 并行扩展口构成的键盘、显示器组并行扩展口构成的键盘、显示器组合接口电路。图中设置了合接口电路。图中设置了 32 个键，如果使用更多的个键，如果使用更多的 PC口线，口线，则可以增加按键，最多可达则可以增加按键，最多可达 68=48 个键。用户可根据实际需个键。用户可根据实际需要进行设置。要进行设置。 LED 显示器采用共阴极。

29、段选码由显示器采用共阴极。段选码由 8155的的 PB口提供，位口提供，位选码由选码由 PA 口提供。键盘的列输入由口提供。键盘的列输入由 PA 口提供，与显示器的口提供，与显示器的位选输入端公用，行输入由位选输入端公用，行输入由 PC0PC3 提供。显然，因为键盘提供。显然，因为键盘与显示器共用了与显示器共用了 PA 口，所以比单独接口节省了一个口，所以比单独接口节省了一个 I/O 口。口。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路键盘、显示器组合接口电路 LED 采用动态显示、软件译码，键盘采用逐列扫描查询工采用动态显示、软件译码，键盘采用逐列扫描查询工作方式

30、。由于键盘与显示做成一个接口电路，因此在软件中合作方式。由于键盘与显示做成一个接口电路，因此在软件中合并考虑键盘查询与动态显示，键盘消抖的延时子程序可用显示并考虑键盘查询与动态显示，键盘消抖的延时子程序可用显示子程序替代。子程序替代。 单独的键盘与显示器程序前面已经有过叙述，不再重复注单独的键盘与显示器程序前面已经有过叙述，不再重复注释。相应的汇编程序如下页所示。释。相应的汇编程序如下页所示。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路程序（键盘、显示器组合接口电路程序（1） KD1：MOV A，#03H ；初始化；初始化8155，PA、PB MOV DPTR，#7

31、F00H ；口为基本输出，；口为基本输出，PC口口 MOVX DPTR，A ；为基本输入；为基本输入 KEY1：ACALL KS1 JNZ LK1 ACALL DISPLAY ；调用显示子程序实现；调用显示子程序实现 ；延时，防止抖动；延时，防止抖动 AJMP KEY1 ；延时后再检测键盘；延时后再检测键盘9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路程序（键盘、显示器组合接口电路程序（2） LK1：ACALL DISPLAY ；调用两次显示实现延时；调用两次显示实现延时 ACALL DISPLAY ACALL KS1 JNZ LK2 ACALL DISPLAY AJ

32、MP KEY1 LK2：MOV R2，#0FEH MOV R4，#00H9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路程序（键盘、显示器组合接口电路程序（3） LK4：MOV DPTR，#7F01H MOV A，R2 MOVX DPTR，A INC DPTR INC DPTR MOVX A，DPTR JB ACC.0，LONE MOV A，#00H AJMP LKP9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路程序（键盘、显示器组合接口电路程序（4） LONE：JB ACC.1，LTWO MOV A，#08H AJMP LKP LTWO：JB

33、 ACC.2，LTHR MOV A，#10H AJMP LKP LTHR：JB ACC.3，NEXT MOV A，#18H9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路程序（键盘、显示器组合接口电路程序（5） LKP：ADD A，R4 PUSH ACC LK3：ACALL DISPLAY ACALL KS1 JNZ LK3 POP ACC RET9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路程序（键盘、显示器组合接口电路程序（6） NEXT：INC R4 MOV A，R2 JNB ACC.7，KEND RL A MOV R2，A AJMP L

34、K4 KEND：AJMP KEY19.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路程序（键盘、显示器组合接口电路程序（7） KS1：MOV DPTR，#7F01H MOV A，#00H MOVX DPTR，A INC DPTR INC DPTR MOVX A，DPTR CPL A ANL A，#0FH RET9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 LED显示器的驱动有显示器的驱动有静态锁存静态锁存和和动态扫描动态扫描两种方式。静态两种方式。静态锁存方式也称直流驱动，是指每个数码管都用一个译码器（如锁存方式也称直流驱

35、动，是指每个数码管都用一个译码器（如4511芯片）进行译码驱动，这种方式下的显示内容可保持，无芯片）进行译码驱动，这种方式下的显示内容可保持，无需需CPU进行动态刷新，可提高进行动态刷新，可提高CPU效率，但是要求硬件资源多，效率，但是要求硬件资源多，接口复杂，而且功耗大，一般不采用。接口复杂，而且功耗大，一般不采用。 动态扫描方式是所有数码管共同使用一个译码驱动器，使动态扫描方式是所有数码管共同使用一个译码驱动器，使各位数码管逐个轮流受控显示，当扫描频率很高的时候，其显各位数码管逐个轮流受控显示，当扫描频率很高的时候，其显示效果也非常良好。这种方式功耗小，硬件资源要求少，所以示效果也非常良好

36、。这种方式功耗小，硬件资源要求少，所以应用较多。应用较多。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用非门实现用非门实现LED驱动驱动 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用非门实现用非门实现LED驱动驱动 上页图以动态扫描方式为例介绍了上页图以动态扫描方式为例介绍了 LED 数码管驱动电路数码管驱动电路的设计方法。图中仅用一个译码器的设计方法。图中仅用一个译码器 74LS373 作为数据总线的驱作为数据总线的驱动，该芯片连成直通方式，共阴极数码管的阴极用动，该芯片连成直通方式，共

37、阴极数码管的阴极用 74LS04 芯芯片（反向器）驱动，显示字符的段选码字由片（反向器）驱动，显示字符的段选码字由 P1 口提供，数码口提供，数码管的选择由管的选择由 P3 口控制。口控制。 在扫描显示中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约在扫描显示中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），由于人的视觉留滞现象及发光二极管的余辉效应，尽），由于人的视觉留滞现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描速度足够快，管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感

38、。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用非门实现用非门实现LED驱动驱动 上页图以动态扫描方式为例介绍了上页图以动态扫描方式为例介绍了 LED 数码管驱动电路数码管驱动电路的设计方法。图中仅用一个译码器的设计方法。图中仅用一个译码器 74LS373 作为数据总线的驱作为数据总线的驱动，该芯片连成直通方式，共阴极数码管的阴极用动，该芯片连成直通方式，共阴极数码管的阴极用 74LS04 芯芯片（反向器）驱动，显示字符的段选码字由片（反向器）驱动，显示字符的段选码字由 P1 口提供，数码口提供，数码管的选择由管的选择由 P3 口控制。口控制

39、。 动态显示参考程序如下：程序的功能是首先用动态显示参考程序如下：程序的功能是首先用5个个LED显显示器显示示器显示15这这5个数字，然后显示全局整型变量个数字，然后显示全局整型变量 para 的值，的值，在显示整数之前，要把该整数的各位的值算出来，然后按位顺在显示整数之前，要把该整数的各位的值算出来，然后按位顺序进行显示，从中可以领会求取整数的各位的值的方法。序进行显示，从中可以领会求取整数的各位的值的方法。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用非门实现用非门实现LED驱动驱动 #include unsigned int para;

40、 void main( ) unsigned char code zixing1 10 = 0x3f , 0x06 , 0x5b , 0x4f , 0x66 , 0x6d , 0x7d , 0x07 , 0x7f , 0x6f ; unsigned char j , k , zixing2 5 ; while( 1 ) P3 = 0x01; for( j=1 ; j6 ; j+ ) P1 = zixing1 j ; P3 1; 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 zixing2 0 = zixing1 para/10000 ; zix

41、ing2 1 = zixing1 ( para/1000 ) % 10 ; zixing2 2 = zixing1 ( para/100 ) % 10 ; zixing2 3 = zixing1 ( para/10 ) % 10 ; zixing2 4 = zixing1 para % 10 ; P3 = 0x01; for( j=0 ; j5 ; j+) P1 = zixing2 j ; P3 1; for( k=0 ; k20 ; k+ ); / 延时，控制扫描频率延时，控制扫描频率 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用三极管实

42、现用三极管实现LED驱动驱动 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用三极管实现用三极管实现LED驱动驱动 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用三极管实现用三极管实现LED驱动驱动 上页图所示的上页图所示的 LED 显示器是采用显示器是采用 74LS138 译码器芯片和译码器芯片和 PNP 型三极管实现驱动的，为动态扫描方式，数码管为共阳极型三极管实现驱动的，为动态扫描方式，数码管为共阳极接法。接法。 图中，图中，LED 显示器的段选端未画出，而显示器的段选端未画出，而 Q0

43、Q7 为对应于为对应于 8 个个 LED 显示器的控制端（公共端）。当显示器的控制端（公共端）。当 74LS138 某个译码某个译码端输出有效时（低电平），相应的三极管导通，端输出有效时（低电平），相应的三极管导通，LED 显示器控显示器控制端有效，段选码所对应的数字或字母在该显示器上得以显示。制端有效，段选码所对应的数字或字母在该显示器上得以显示。 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用三极管实现用三极管实现LED驱动驱动 上页图所示的上页图所示的 LED 显示器是采用显示器是采用 74LS138 译码器芯片和译码器芯片和 PNP

44、型三极管实现驱动的，为动态扫描方式，数码管为共阳极型三极管实现驱动的，为动态扫描方式，数码管为共阳极接法。接法。 用动态扫描方式控制用动态扫描方式控制 8 位位 LED 显示器的方法就是令显示器的方法就是令74LS138 的译码端输出依次有效，三极管的译码端输出依次有效，三极管 V0V7 依次导通，依次导通，单片机输出的段选码依次在各单片机输出的段选码依次在各 LED 上显示，并不断循环。只上显示，并不断循环。只要动态显示的扫描速度足够快，则要动态显示的扫描速度足够快，则 LED 显示器将处于显示器将处于“连续、连续、持续持续”的点亮状态。的点亮状态。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及

45、应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用三极管实现用三极管实现LED驱动驱动 在图中，译码器在图中，译码器 74LS138 的的 G2A、G2B 接地，接地，G1 端接端接P2.6 口线，地址输入端由口线，地址输入端由 P1.4、P1.3 和和 P1.2 口线控制。因此口线控制。因此P2.6 口线为高电平就可选通口线为高电平就可选通 74LS138，此时，此时 P1.4、P1.3 和和 P1.2 口线的状态就决定了译码器的输出，也就决定了某个口线的状态就决定了译码器的输出，也就决定了某个 LED 显示器将被点亮。所以，若需最左侧显示器将被点亮。所以，若需最左侧 LED 点亮，则

46、需三点亮，则需三极管极管 V7 导通，因此需要导通，因此需要 P1=0xbf（计算此值时要考虑（计算此值时要考虑 P1 口其口其它引脚的电平不应引起其它元件误动作），即可保证它引脚的电平不应引起其它元件误动作），即可保证 P1.4、P1.3 和和 P1.2 口线为口线为“1”，最左侧第一个，最左侧第一个 LED 显示器被点亮。显示器被点亮。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用三极管实现用三极管实现LED驱动驱动 C51参考驱动程序如下：（程序功能为参考驱动程序如下：（程序功能为8个个LED显示器依次显示器依次显示显示07共共8个数字

47、）。个数字）。 #include #define uchar unsigned char sbit a_138 = P12; sbit b_138 = P13; sbit c_138 = P14; / 定义定义74LS138的的A0、A1和和A2的口线的口线 sbit cs_138 = P26; / 138片选，高电平有效；片选，高电平有效； sbit cs_373 = P15; /373片选，高电平有效；片选，高电平有效； uchar code zima10 = 0xc0 , 0xf9 , 0xa4 , 0xb0 , 0x99 , 0x92 , 0x82 , 0xf8 , 0x80 , 0x

48、90 ;/ 共阳极字形代码共阳极字形代码 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 void display( uchar pos , uchar num , bit dp ); / 声明显示函数声明显示函数 main( ) uchar i , j; cs_138 = 1; /选通选通74LS138 cs_373 = 1; /选通选通74LS373 while(1) for( i=0 ; i8 ; i+ ) display( i , i , 0 ); for( j=0 ; j200 ; j+ ); /延时，控制扫描频率延时，控制扫描频率 9

49、.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 void display( uchar pos , uchar num , bit dp ) /显示函数定义显示函数定义 if( dp=1 ) P0 = zimanum+0x80; /显示小数点显示小数点 else P0 = zimanum; /不显示小数点不显示小数点 switch( pos ) case 0 : P1=0xbf ; break ; /位置位置0，对应最左边数码管，对应最左边数码管 case 1 : P1=0xbb ; break ; /位置位置1 case 2 : P1=0xb7

50、; break ; /位置位置2 case 3 : P1=0xb3 ; break ; /位置位置3 case 4 : P1=0xaf ; break ; /位置位置4 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 case 4 : P1=0xaf ; break ; /位置位置4 case 5 : P1=0xab ; break ; /位置位置5 case 6 : P1=0xa7 ; break ; /位置位置6 case 7 : P1=0xa3 ; break ; /位置位置7，对应最右边数码管，对应最右边数码管 default : bre

51、ak ; 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器接口应用示例显示器接口应用示例 例：例：8051 单片机单片机 P3 口为输入口为输入/输出口，连接输出口，连接 44 矩阵式键盘，矩阵式键盘，按键编号为按键编号为 0F；P0 口为输出口，接一位共阴极七段数码管。口为输出口，接一位共阴极七段数码管。要求：按下任意键时，数码管显示该键的键码。要求：按下任意键时，数码管显示该键的键码。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器接口应用示例显示器接口应用示例 例：例：C51程序如下所示。程序如下所示。 # include # include # define u

52、char unsigned char # define uint unsigned int uchar code Display_Code = 0xc0 , 0xf9 , 0xa4 , 0xb0 , 0x99 , 0x92 , 0x82 , 0xf8 , 0x80 , 0x90 , 0x88 , 0x83 , 0xc6 , 0xa1 , 0x86 , 0x8e , 0x00 ; uchar Pre_KeyNumber = 16 , KeyNumber = 16 ; / 前次按键和当前前次按键和当前 / 按键键码按键键码 void Delay_MS( uint x ) / 延时函数延时函数 uc

53、har i ; while( x- ) for( i=0 ; i4 0x0f ; switch( Temp ) case 1 : KeyNumber += 0 ； break ; case 2 : KeyNumber += 4 ； break ; case 4 : KeyNumber += 8 ； break ; case 8 : KeyNumber += 12 ； break ; 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器接口应用示例显示器接口应用示例 void main( ) / 主程序主程序 P0 = 0x00 ; while( 1 ) P3 = 0xf0 ; if(

54、P3 != 0xf0 ) Keys_Scan( ) ; / 获取键码获取键码 if( Pre_KeyNumber != KeyNumber ) / 前次键码与当前键码不同前次键码与当前键码不同 P0 = Display_Code KeyNumber ; Pre_KeyNumber = KeyNumber ; Delay_MS( 100 ) ; 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 液晶显示器概述液晶显示器概述 液晶显示器工作原理液晶显示器工作原理9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 液晶显示器概述液晶显示器概述 液晶显示器工作原理液晶显示器工作原理 在上、下玻璃电极之间封入

55、液晶材料，液晶分子平行排列，在上、下玻璃电极之间封入液晶材料，液晶分子平行排列，上下扭曲上下扭曲 90 。外部入射光通过上偏振片后形成偏振光，该偏。外部入射光通过上偏振片后形成偏振光，该偏振光通过液晶材料被旋转振光通过液晶材料被旋转 90 ，再通过与上偏振片垂直的下偏，再通过与上偏振片垂直的下偏振片，被反射板反射回来呈透明状态。当上、下电极加上一定振片，被反射板反射回来呈透明状态。当上、下电极加上一定电压后，电极部分的液晶分子为垂直状态，失去旋光性，从上电压后，电极部分的液晶分子为垂直状态，失去旋光性，从上偏振片入射的偏振光不被旋转，光无法通过下偏振片返回，就偏振片入射的偏振光不被旋转，光无法

56、通过下偏振片返回，就可得到白底黑字或黑底白字的显示形式。可得到白底黑字或黑底白字的显示形式。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 液晶显示器概述液晶显示器概述 液晶显示器工作原理液晶显示器工作原理 常用液晶显示器主要有扭曲向列型（常用液晶显示器主要有扭曲向列型（TN）和超扭曲向列型）和超扭曲向列型（STN）两种。上面介绍的是扭曲向列型液晶显示器的工作原）两种。上面介绍的是扭曲向列型液晶显示器的工作原理，其内部液晶分子呈理，其内部液晶分子呈 90 扭曲，当线性偏振光透过其偏振面扭曲，当线性偏振光透过其偏振面时便会旋转时便会旋转 90 。TN 型液晶显示器是最常用的液晶显示器件，型液晶显

57、示器是最常用的液晶显示器件，常用的手表、数字仪表、电子钟及大部分计算器所用的液晶显常用的手表、数字仪表、电子钟及大部分计算器所用的液晶显示器件都是示器件都是 TN 型器件。型器件。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 液晶显示器概述液晶显示器概述 液晶显示器工作原理液晶显示器工作原理 超扭曲向列型（超扭曲向列型（STN）液晶显示器的基本结构和）液晶显示器的基本结构和 TN 模式模式一样，只不过盒中液晶分子排列不是沿一样，只不过盒中液晶分子排列不是沿 90 扭曲排列，而是沿扭曲排列，而是沿着着 180 360 扭曲排列。也就是说，扭曲排列。也就是说，STN 型液晶与型液晶与 TN 型液

58、型液晶的显示原理相同，只是它将入射光旋转晶的显示原理相同，只是它将入射光旋转 180 360 ，而不，而不是是90 。 目前几乎所有的点阵图形和大部分点阵字符型液晶显示器目前几乎所有的点阵图形和大部分点阵字符型液晶显示器件都采用件都采用 STN 模式，在技术上已处于完善和成熟阶段。模式，在技术上已处于完善和成熟阶段。 9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 液晶显示器概述液晶显示器概述 液晶显示器工作原理液晶显示器工作原理 单纯的单纯的 TN 型液晶显示器本身只有明暗两种变化，而型液晶显示器本身只有明暗两种变化，而 STN型液晶显示器则以淡色和橘色为主。如果在传统单色型液晶显示器则以淡

59、色和橘色为主。如果在传统单色 STN 型型液晶显示器中加上一个彩色滤光片，并将单色显示矩阵中的每液晶显示器中加上一个彩色滤光片，并将单色显示矩阵中的每一像素分成三个子像素，分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝一像素分成三个子像素，分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三色，就可以显示出彩色了。三色，就可以显示出彩色了。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 液晶显示器概述液晶显示器概述 液晶显示器主要技术参数液晶显示器主要技术参数 （1）响应时间：毫秒级）响应时间：毫秒级 （2）余晖：毫秒级）余晖：毫秒级 （3）阈值电压：）阈值电压：320V （4）功耗：）功耗：5100mW/cm2 不同的液晶

60、显示器其技术参数各不相同，使用时可根据应不同的液晶显示器其技术参数各不相同，使用时可根据应用要求进行选取。用要求进行选取。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 液晶显示器概述液晶显示器概述 液晶显示器的分类液晶显示器的分类 从产品形式上液晶显示器可分为两大类：液晶显示器件从产品形式上液晶显示器可分为两大类：液晶显示器件（LCD）和液晶显示模块（）和液晶显示模块（LCM）；从驱动方式上可分为内）；从驱动方式上可分为内置驱动控制器的液晶显示器模块和无控制器的液晶显示器件；置驱动控制器的液晶显示器模块和无控制器的液晶显示器件；从显示颜色上可分为单色和彩色；从显示方式上可分为正性显从显示颜色

61、上可分为单色和彩色；从显示方式上可分为正性显示、负性显示、段性显示、点阵显示、字符显示、图形显示、示、负性显示、段性显示、点阵显示、字符显示、图形显示、图像显示、非存储型显示、存储型显示等。图像显示、非存储型显示、存储型显示等。 具体应用中，可根据不同的显示要求选择合适的液晶显示具体应用中，可根据不同的显示要求选择合适的液晶显示器。器。 9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型液晶显示模块字符型液晶显示模块LCM的组成和原理的组成和原理 液晶显示模块液晶显示模块LCM简介简介 液晶显示器件是一种高新技术的基础元器件。虽然其应用液晶显示器件是一种高新技术的基础元器件。虽然其应用已很

62、广泛，但对许多人来说，使用、装配时仍感到困难，特别已很广泛，但对许多人来说，使用、装配时仍感到困难，特别是点阵液晶型显示器件，更是让使用者无从下手，而特殊的连是点阵液晶型显示器件，更是让使用者无从下手，而特殊的连接方式和所需的专用设备也非人人了解和具备。因此，将液晶接方式和所需的专用设备也非人人了解和具备。因此，将液晶显示器件与控制、驱动集成电路装在一起，形成一个功能部件，显示器件与控制、驱动集成电路装在一起，形成一个功能部件，用户只需用传统工艺即可将其用户只需用传统工艺即可将其装配装配成一个整体系统，这样就形成一个整体系统，这样就形成了实际应用中的液晶显示模块。成了实际应用中的液晶显示模块。

63、9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型液晶显示模块字符型液晶显示模块LCM的组成和原理的组成和原理 液晶显示模块液晶显示模块LCM简介简介 将液晶显示器件、连接件、集成电路、将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB 线路板、背光线路板、背光源、结构件装配在一起的组件称为液晶显示模块，英文名称叫源、结构件装配在一起的组件称为液晶显示模块，英文名称叫“LCD Module”，简称，简称LCM，中文称为液晶显示模块。，中文称为液晶显示模块。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型液晶显示模块字符型液晶显示模块LCM的组成和原理的组成和原理 液晶显示模块液晶显示模块LCM

64、的分类的分类 实际使用中的通用液晶显示模块主要有通用段式液晶显示实际使用中的通用液晶显示模块主要有通用段式液晶显示模块、通用段式液晶显示屏、点阵字符型液晶显示模块、点阵模块、通用段式液晶显示屏、点阵字符型液晶显示模块、点阵图形液晶显示模块等几种。图形液晶显示模块等几种。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型液晶显示模块字符型液晶显示模块LCM的组成和原理的组成和原理 字符型液晶显示模块字符型液晶显示模块LCM的组成的组成 点阵字符型液晶显示模块包括点阵字符型液晶显示模块包括液晶显示器件液晶显示器件、控制器控制器、字字符发生器符发生器、译码驱动器译码驱动器等部分，可以直接与单片机

65、接口或挂接等部分，可以直接与单片机接口或挂接在其总线上，接口电路设计较为简单。控制器和译码驱动器对在其总线上，接口电路设计较为简单。控制器和译码驱动器对液晶显示模块进行显示驱动控制，一般将二者组合起来，做成液晶显示模块进行显示驱动控制，一般将二者组合起来，做成专用的集成电路。字符发生器可提供常用的专用的集成电路。字符发生器可提供常用的 192 个字符库个字符库，包，包括英文大小写字母、阿拉伯数字、特殊字符或符号，固化在其括英文大小写字母、阿拉伯数字、特殊字符或符号，固化在其内部的内部的 ROM 中，有时还可以根据用户的需求内置中，有时还可以根据用户的需求内置 RAM，由，由用户自行设计字符或符

66、号，实现字符扩充。用户自行设计字符或符号，实现字符扩充。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型液晶显示模块字符型液晶显示模块LCM的组成和原理的组成和原理 字符型液晶显示模块字符型液晶显示模块LCM的工作原理的工作原理 在字符型液晶显示模块中，字符发生器产生的在字符型液晶显示模块中，字符发生器产生的点阵字符点阵字符是是由由57、58 或或 511 的一组点阵像素排列而成的，相邻位之间的一组点阵像素排列而成的，相邻位之间有一定间隔，相邻行之间也有一定间隔，所以不能显示图形。有一定间隔，相邻行之间也有一定间隔，所以不能显示图形。在在点阵图形点阵图形液晶显示模块中，其点阵像素连续排列

67、，行和列之液晶显示模块中，其点阵像素连续排列，行和列之间排布没有间隔，因而可以显示连续、完整的图形和汉字。字间排布没有间隔，因而可以显示连续、完整的图形和汉字。字符型液晶显示模块在显示字符时，被显示的每个字符都有一个符型液晶显示模块在显示字符时，被显示的每个字符都有一个对应的对应的 16 进制代码，显示模块从处理器得到此代码，并把它进制代码，显示模块从处理器得到此代码，并把它存储到显示数据存储到显示数据 RAM 中。中。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型液晶显示模块字符型液晶显示模块LCM的组成和原理的组成和原理 字符型液晶显示模块字符型液晶显示模块LCM的工作原理的工作原

68、理 字符发生器可根据每个字符代码产生相应的点阵图形。用字符发生器可根据每个字符代码产生相应的点阵图形。用于表示字符在液晶显示屏上位置的地址是通过数据总线，由微于表示字符在液晶显示屏上位置的地址是通过数据总线，由微处理器送到显示模块的处理器送到显示模块的指令寄存器指令寄存器中。每个字符代码送入液晶中。每个字符代码送入液晶显示模块后，显示模块将显示地址自动加显示模块后，显示模块将显示地址自动加 1 或减或减 1 。调用某些。调用某些指令可以使液晶显示模块实现清除显示、光标恢复初始位置、指令可以使液晶显示模块实现清除显示、光标恢复初始位置、开开/关显示及光标、闪烁字符、移动光标等功能。关显示及光标、

69、闪烁字符、移动光标等功能。 液晶显示模块可以采用上电复位、或采用软件编程的方法液晶显示模块可以采用上电复位、或采用软件编程的方法来复位。来复位。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型液晶显示模块字符型液晶显示模块LCM的引脚及说明的引脚及说明 字符型液晶显示模块的应用非常广泛，在电子表、单片机字符型液晶显示模块的应用非常广泛，在电子表、单片机应用系统、传真机、电动玩具中经常使用这类液晶显示器。应用系统、传真机、电动玩具中经常使用这类液晶显示器。 在实际使用中，字符型液晶显示模块上常采用内置式在实际使用中，字符型液晶显示模块上常采用内置式HD44780 驱动控制器的集成电路。以下

70、是对该驱动控制器特点驱动控制器的集成电路。以下是对该驱动控制器特点和电路特性的介绍，然后着重讲述内置该控制器的字符型液晶和电路特性的介绍，然后着重讲述内置该控制器的字符型液晶显示模块的应用。显示模块的应用。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 HD44780驱动控制器的电路特性和设计特点驱动控制器的电路特性和设计特点 电路特性电路特性 HD44780 集驱动器和控制器于一体，专用于字符型液晶显集驱动器和控制器于一体，专用于字符型液晶显示模块的显示控制与驱动。该集成电路对外引出示模块的显示控制与驱动。该集成电路对外引出 80 个引脚，个引脚，采用采用 FP-80 扁平塑料外壳型式的封装

71、，使用时已组装在相应的扁平塑料外壳型式的封装，使用时已组装在相应的液晶显示器模块内部。所以用户可不必考虑其各引脚的名称、液晶显示器模块内部。所以用户可不必考虑其各引脚的名称、功能、用法和相应的电路连接，但必须了解其指令系统、主要功能、用法和相应的电路连接，但必须了解其指令系统、主要设计特点、内部结构和工作原理。设计特点、内部结构和工作原理。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 HD44780驱动控制器的电路特性和设计特点驱动控制器的电路特性和设计特点 主要设计特点主要设计特点 （1）HD44780 集成电路具有驱动集成电路具有驱动 4016 点阵液晶像素的能点阵液晶像素的能力，还可通

72、过外接驱动电路扩展成力，还可通过外接驱动电路扩展成 360 列驱动。列驱动。 （2）其显示缓冲区与用户自定义的字符发生器）其显示缓冲区与用户自定义的字符发生器 RAM 全部全部内置在集成电路中。内置在集成电路中。 （3）接口可选择）接口可选择 8 位和位和 4 位数据传输两种方式。位数据传输两种方式。 （4）可使用简单而功能较强的指令实现字符移动、闪烁等）可使用简单而功能较强的指令实现字符移动、闪烁等显示功能。显示功能。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 HD44780驱动控制器的电路特性和设计特点驱动控制器的电路特性和设计特点 HD44780驱动控制器内部结构驱动控制器内部结构

73、9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 HD44780驱动控制器内部结构驱动控制器内部结构 在在 HD44780 内部集成了输入内部集成了输入/输出缓存器、指令寄存器输出缓存器、指令寄存器（IR）、指令解码器（）、指令解码器（ID）、地址计数器（）、地址计数器（AC）、数据寄存）、数据寄存器（器（DR）、）、808 位数据显示位数据显示 RAM（DDRAM）、）、1928 位字位字符产生器符产生器ROM（CGROM）、光标闪烁控制器、并行）、光标闪烁控制器、并行/串行转串行转换电路等换电路等 11个单元电路。个单元电路。 下面将结合下面将结合 HD44780 集成电路的内部结构来分析其

74、工作集成电路的内部结构来分析其工作原理。原理。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 HD44780驱动控制器内部结构驱动控制器内部结构 数据显示数据显示RAM（Data Display RAM，DDRAM） 该存储器用于存放所要显示的数据，只要将标准的该存储器用于存放所要显示的数据，只要将标准的ACSII码码放入放入 DDRAM 中，内部控制电路就会自动将数据传送到显示中，内部控制电路就会自动将数据传送到显示器上。如需要显示字符器上。如需要显示字符“C”时，只需将时，只需将 ASCII 码的码的 43H 存入存入 DDRAM 中就可以了。中就可以了。 DDRAM 有有 80 比特比特

75、(byte bit)空间，总共可显示空间，总共可显示 80 个字个字（每个字为（每个字为 1 个比特），其存储地址和实际显示位置的排列顺个比特），其存储地址和实际显示位置的排列顺序与字符型液晶显示器的型号有关。不同类型的显示模块其显序与字符型液晶显示器的型号有关。不同类型的显示模块其显示位置、地址之间的对应关系如下页所示。示位置、地址之间的对应关系如下页所示。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 不同类型液晶显示模块显示位置与地址的关系不同类型液晶显示模块显示位置与地址的关系 9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用液晶显示液晶显示模块类型模块类型DDRAMDDRAM地址地址显

76、示位置显示位置0123121314151617181916字字1行行第第1行行000102030C0D0E0F20字字2行行第第1行行000102030F10111213第第2行行404142434F5051525320字字4行行第第1行行000102030F10111213第第2行行404142434F50515253第第3行行141516172324252627第第4行行545556576364656667 HD44780驱动控制器内部结构驱动控制器内部结构 字符产生器字符产生器ROM（Character Generator ROM） 该存储器上存储了该存储器上存储了 192 个个 57

77、点阵字符，点阵字符，CGROM 中的字中的字符要经过内部转换才会传到显示器上，只能读出不能写入。符要经过内部转换才会传到显示器上，只能读出不能写入。 字符、字符的排列方式、字符码与标准的字符、字符的排列方式、字符码与标准的 ASCII 码相同。码相同。如：字符码如：字符码 31H 为字符为字符“1”，字符码，字符码 43H 为字符为字符“C” 。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 HD44780驱动控制器内部结构驱动控制器内部结构 字符产生器字符产生器RAM（Character Generator RAM） 该存储器是供用户存储自行设计的特殊字符码的该存储器是供用户存储自行设计的特

78、殊字符码的 RAM 存存储器，共有储器，共有 512 位（位（648）。一个）。一个 57 的点阵字符为的点阵字符为 88 位，位，所以所以 CGRAM 最多可存最多可存 8 个字符。个字符。 9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 HD44780驱动控制器内部结构驱动控制器内部结构 指令寄存器指令寄存器IR（Instruction Register） 指令寄存器负责储存微处理器要写给显示模块的指令码。指令寄存器负责储存微处理器要写给显示模块的指令码。当处理器发一个命令到指令寄存器时，必须要控制字符型液晶当处理器发一个命令到指令寄存器时，必须要控制字符型液晶显示器的显示器的 RS、R/

79、W 与与 E 这三个引脚。当这三个引脚。当 RS 和和 R/W 引脚信号引脚信号为低电平、为低电平、E 引脚信号由高电平变为低电平时，就会把引脚信号由高电平变为低电平时，就会把 DB0DB7 引脚上的数据存入指令寄存器引脚上的数据存入指令寄存器 IR。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 HD44780驱动控制器内部结构驱动控制器内部结构 数据寄存器（数据寄存器（Data Register，DR） 数据寄存器用于存储微处理器要写到数据寄存器用于存储微处理器要写到CGRAM 或或 DDRAM中的数据，或者用于存储微处理器要从中的数据，或者用于存储微处理器要从 DDRAM 读出的数据。读

80、出的数据。所以所以 DR 可视为一个数据缓冲区，它也由显示模块的可视为一个数据缓冲区，它也由显示模块的 RS、R/W 与与 E 这三个引脚控制。当这三个引脚控制。当 RS 和和 R/W 引脚信号为引脚信号为“1”、E引脚信号由引脚信号由“0”变为变为“1”时，显示模块会将时，显示模块会将 DR 内的数据内的数据从从 DB0DB7 输出，以供输出，以供 CPU 读取；当读取；当 RS 引脚信号为引脚信号为“1”、R/W 引脚信号为引脚信号为“0”、E 引脚信号由引脚信号由“0”变为变为“1”时，会时，会把把 DB0DB7 引脚上的数据存入引脚上的数据存入 DR。 9.2 LCD显示器原理显示器原

81、理及应用及应用 HD44780驱动控制器内部结构驱动控制器内部结构 忙碌信号（忙碌信号（Busy Flag，BF） 忙碌信号用于通知微处理器，字符型液晶显示模块内部是忙碌信号用于通知微处理器，字符型液晶显示模块内部是否正忙于处理数据。当否正忙于处理数据。当 BF 为为 1 时，表示显示模块内部正在处时，表示显示模块内部正在处理数据，不能接收来自微处理器的指令或数据。理数据，不能接收来自微处理器的指令或数据。 字符型液晶显示模块设置字符型液晶显示模块设置 BF 表示是因为微处理器相对于表示是因为微处理器相对于显示模块来说处理一个指令的时间很短，所以微处理器要写数显示模块来说处理一个指令的时间很短

82、，所以微处理器要写数据或指令到液晶显示模块时，必须先查看据或指令到液晶显示模块时，必须先查看 BF 是否为是否为 0。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 HD44780驱动控制器内部结构驱动控制器内部结构 地址计数器（地址计数器（Address Counter，AC） 地址计数器的作用是负责记录写到地址计数器的作用是负责记录写到 CGRAM 或或 DDRAM中的数据的地址，或从中的数据的地址，或从 CGRAM 或或 DDRAM 中读取数据的地中读取数据的地址。使用地址设定指令写到指令寄存器后，地址数据会经过指址。使用地址设定指令写到指令寄存器后，地址数据会经过指令解码器存入地址计数

83、器中。令解码器存入地址计数器中。 当微处理器从当微处理器从 DDRAM 或或 CGRAM 中读取数据时，地址中读取数据时，地址计数器将按照微处理器对字符型液晶显示模块的设定值自动进计数器将按照微处理器对字符型液晶显示模块的设定值自动进行修改。行修改。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 内置内置HD44780驱动控制器的显示模块引脚驱动控制器的显示模块引脚 字符型液晶显示模块主要用于显示字符、数字、符号，它字符型液晶显示模块主要用于显示字符、数字、符号，它是由若干个是由若干个 57 或或 511 点阵字符组成，每个点阵字符可以显点阵字符组成，每个点阵字符可以显示一个字符，点阵字符之间

84、有一个点距和行距的距离。目前常示一个字符，点阵字符之间有一个点距和行距的距离。目前常用的有用的有 16 字字1行、行、16 字字2 行、行、20 字字2 行、行、20 字字4 行等显示行等显示模块，虽然这些字符型液晶显示模块显示的字数各不相同，但模块，虽然这些字符型液晶显示模块显示的字数各不相同，但都具有相同的输入和输出接口。都具有相同的输入和输出接口。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 内置内置HD44780驱动控制器的显示模块引脚驱动控制器的显示模块引脚 右图所示为右图所示为 16 字字2 行字符行字符型液晶显示模块，对外有型液晶显示模块，对外有 14 条引条引脚，分别为：数据

85、线、电源线、脚，分别为：数据线、电源线、对比度调整电压输入、寄存器选对比度调整电压输入、寄存器选择输入端、读写控制端和显示模择输入端、读写控制端和显示模块使能端。块使能端。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 内置内置HD44780驱动控制器的显示模块驱动控制器的显示模块 字符型液晶显示模块的内部可分为如下三个功能框，它与字符型液晶显示模块的内部可分为如下三个功能框，它与微处理器之间是利用显示模块内部的控制器进行连接的。微处理器之间是利用显示模块内部的控制器进行连接的。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 LCM的命令字的命令字9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用

86、指令指令序号序号选择状态选择状态指令控制字指令控制字指令说明指令说明RSR/WEDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0100100000001清屏20010000001光标归位3001000001I/DS进入模式设置400100001DCB显示器ON/OFF控制50010001S/CR/L显示器或光标移动方向6001001DLNF功能设定700101CGRAM地址（6位）设定CGRAM地址80011DDRAM地址（7位）设定DDRAM地址9011BFAC的内容 7位（AC0AC6）读取忙碌信号或AC地址10101写入到液晶显示模块的8位数据（D7D0）数据写入DDRAM或CGRAM1

87、1111读出的8位显示数据（D7D0）从DDRAM或CGRAM读出数据 LCM的命令字的命令字 清屏指令清屏指令 该指令的功能是清除显示器的内容，即将该指令的功能是清除显示器的内容，即将 DDRAM 的内容的内容全部填入全部填入“空白空白”的的 ASCII码（码（20H），光标撤回到液晶显示），光标撤回到液晶显示屏的左上方，将地址计数器的值设为屏的左上方，将地址计数器的值设为 0。指令执行时间为。指令执行时间为1.64s。 光标归位指令光标归位指令 该指令的功能是将光标撤回到液晶显示屏的左上方，将地该指令的功能是将光标撤回到液晶显示屏的左上方，将地址计数器的值设为址计数器的值设为 0，保持，保

88、持 DDRAM 的内容不变。指令执行时的内容不变。指令执行时间为间为 1.64s。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 LCM的命令字的命令字 模式设置指令模式设置指令 该指令的功能是设定每次写入该指令的功能是设定每次写入 1 位数据后光标的移动方向，位数据后光标的移动方向，并且设定每次写入的一个字符是否移动。指令执行时间为并且设定每次写入的一个字符是否移动。指令执行时间为40s。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用I/DS设定情况设定情况00画面保持不动，并且画面保持不动，并且AC的值自动减的值自动减101画面可以平移，画面可以平移，AC的值自动减的值自动减110画面保持

89、不动，并且画面保持不动，并且AC的值自动加的值自动加111画面可以平移，画面可以平移， AC的值自动加的值自动加1 LCM的命令字的命令字 显示器显示器ON/OFF指令指令 该指令的功能是控制显示器的开该指令的功能是控制显示器的开/关、光标的开关、光标的开/关、光标关、光标是否闪烁，由指令表中的是否闪烁，由指令表中的 D、C、B 三位来设定。指令执行时三位来设定。指令执行时间为间为 40s。 D：控制显示器的开：控制显示器的开/关。关。D = 1，显示；，显示；D = 0，不显示。，不显示。 C：控制光标的开：控制光标的开/关。关。C = 1，显示光标；，显示光标；C = 0，不显示，不显示光

90、标。光标。 B：控制光标是否闪烁。：控制光标是否闪烁。B = 1，光标闪烁；，光标闪烁；B = 0，光标不，光标不闪烁。闪烁。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 LCM的命令字的命令字 设定显示器设定显示器/ /光标移动方向指令光标移动方向指令 该指令的功能是控制光标移位或使整个显示字幕移位。指该指令的功能是控制光标移位或使整个显示字幕移位。指令执行时间为令执行时间为 40s。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用S/CR/L设定情况设定情况00光标左移一格光标左移一格01光标右移一格光标右移一格10液晶显示器的字符全部左移一格（画面）液晶显示器的字符全部左移一格（画面）1

91、1液晶显示器的字符全部右移一格（画面）液晶显示器的字符全部右移一格（画面） LCM的命令字的命令字 功能设定指令功能设定指令 通过该指令可设定数据长度、显示行数和字型。指令执行通过该指令可设定数据长度、显示行数和字型。指令执行时间为时间为 40s。 DL：用于设定数据：用于设定数据接口接口长度。长度。D = 1时，数据接口为时，数据接口为 8 位；位；D = 0时，数据接口为时，数据接口为 4 位。位。 N：用于设定显示行数。：用于设定显示行数。N = 1 时，显示时，显示 2 行；行；N = 0 时，时，显示显示 1 行。行。 F：用于设定字型。：用于设定字型。F = 1时，选定时，选定 5

92、10 点阵字型；点阵字型；F = 0时，选定时，选定 57 点阵字型。点阵字型。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 LCM的命令字的命令字 设定设定CGRAM地址指令地址指令 该指令可设定下一个要存入数据的该指令可设定下一个要存入数据的 CGRAM 地址。地址。 CGRAM 有有 6 位地址，由数据线的低位地址，由数据线的低 6 位提供。指令执行位提供。指令执行时间为时间为 40s。 设定设定DDRAM地址指令地址指令 该指令可设定下一个要存入数据的该指令可设定下一个要存入数据的 DDRAM 地址。地址。 DDRAM 有有 7 位地址，由数据线的低位地址，由数据线的低 7 位提供。

93、指令执行位提供。指令执行时间为时间为 40s。 不同显示字数和行数的字符型不同显示字数和行数的字符型 LCM 地址分配不同。地址分配不同。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 LCM的命令字的命令字 字符型液晶显示模块的地址分配字符型液晶显示模块的地址分配9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用显示方式显示方式地址分配地址分配显示方式显示方式地址分配地址分配16字字1行行80H8FH20字字1行行80H93H16字字2行行第一行第一行 80H8FH20字字2行行第一行第一行 80H93H第二行第二行 C0HCFH第二行第二行 C0HD3H16字字4行行第一行第一行 80H8FH

94、20字字4行行第一行第一行 80H93H第二行第二行 C0HCFH第二行第二行 C0HD3H第三行第三行 90H9FH第三行第三行 94HA7H第四行第四行 D0HDFH第四行第四行 D4HE7H LCM的命令字的命令字 读取忙碌状态数据和读取忙碌状态数据和AC地址指令地址指令 通过该指令可读取忙碌信号和通过该指令可读取忙碌信号和 AC 地址。指令执行时间为地址。指令执行时间为40s。 由指令表中的指令格式定义可知，从由指令表中的指令格式定义可知，从 LCM 数据寄存器读数据寄存器读取的取的 8 位数据的最高位位数据的最高位 DB7 表示忙碌状态，低表示忙碌状态，低 7 位是地址计数位是地址计

95、数器器 AC 的的 7 位地址。当位地址。当 BF = 1 时，表示在忙碌中，时，表示在忙碌中，LCM 无法无法接收数据；当接收数据；当 BF = 0 时，表示空闲状态，时，表示空闲状态，LCM 可以接收数据。可以接收数据。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 LCM的命令字的命令字 数据写入到数据写入到DDRAM或或CGRAM的指令的指令 该指令可将字符码写入到该指令可将字符码写入到 DDRAM 中，以使液晶显示屏显中，以使液晶显示屏显示出相应字符，或将使用者自行设计的图形码存入到示出相应字符，或将使用者自行设计的图形码存入到CGRAM 中。中。LCM 的的 8 位数据写入编码对应

96、的位数据写入编码对应的 8 位数据。该指令执行位数据。该指令执行时间为时间为 40s。 从从DDRAM或或CGRAM读取数据的指令读取数据的指令 该指令可通过数据线该指令可通过数据线 DB7DB0 读取读取DDRAM或或CGRAM的内容。该指令执行时间为的内容。该指令执行时间为 40s。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型字符型LCM的接口及应用举例的接口及应用举例 内置内置HD44780的的LCM与与51单片机的接口单片机的接口 在设计字符型在设计字符型LCM 与单片机接口电路时，一般是将与单片机接口电路时，一般是将 LCM作为终端与单片机并行接口连接，单片机通过作为终端与

97、单片机并行接口连接，单片机通过并行接口并行接口改变改变 LCM 的控制信号、设置相应命令编码、实现对的控制信号、设置相应命令编码、实现对 LCM 的控制的控制和显示要求。和显示要求。 对并行接口的选用，原则上没有限制，可用单片机的内部对并行接口的选用，原则上没有限制，可用单片机的内部I/O，也可用扩展，也可用扩展 I/O。 9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型字符型LCM的接口及应用举例的接口及应用举例 内置内置HD44780的的LCM与与51单片机的接口单片机的接口 设计接口电路及程序时应注意以下问题：设计接口电路及程序时应注意以下问题： （1）对字符型）对字符型 LCM

98、进行读进行读/写操作时不是利用单片机的读写操作时不是利用单片机的读/写控制线，而是写控制线，而是 LCM 的使能信号（的使能信号（E）来完成。）来完成。 （2）LCM 的数据总线不是三态总线，在调试阶段，的数据总线不是三态总线，在调试阶段，R/W应为低电平，以保证应为低电平，以保证 LCM 处于写状态；如果处于写状态；如果 R/W 为高电平，为高电平，则则 LCM 处于读状态，将造成数据总线混乱。处于读状态，将造成数据总线混乱。 （3）由于）由于51单片机复位后单片机复位后 4 个并行口均为个并行口均为 FFH，因此其并，因此其并行口需经过反相器反相后接至行口需经过反相器反相后接至 LCM 的

99、的 R/W 端。端。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型字符型LCM的接口及应用举例的接口及应用举例 9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型字符型LCM与与51单片机的接口举例单片机的接口举例 单片机的单片机的 P0 口和口和 P1 口作为并行接口与字符型液晶显示器口作为并行接口与字符型液晶显示器连接。编制程序时对连接。编制程序时对 LCM 控制信号的要求是：控制信号的要求是： 写操作时，使能信号写操作时，使能信号E的下降沿有效；读操作时，使能的下降沿有效；读操作时，使能信号信号E在高电平时有效。在高电平时有效。 在控制顺序上，先设置在控制顺序上，先设置RS、

100、R/W的状态，再设置的状态，再设置E信号信号的状态。如将的状态。如将E设为高电平，此时可从数据口读取数据，然后设为高电平，此时可从数据口读取数据，然后将将E设置为低电平，写入数据。最后复位设置为低电平，写入数据。最后复位RS和和R/W的状态。的状态。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型字符型LCM与与51单片机的接口举例单片机的接口举例 LCM的初始化的初始化 对对 LCM 的初始化即是对其进行的初始化即是对其进行指令操作指令操作。LCM 驱动控驱动控制器的指令系统并非是单片机内部执行相关操作的命令，而是制器的指令系统并非是单片机内部执行相关操作的命令，而是通过接口电路对通过

101、接口电路对 LCM 引脚信号设置相应的编程命令。引脚信号设置相应的编程命令。 从从 LCM 接口设计可以看出，单片机对液晶显示模块的操接口设计可以看出，单片机对液晶显示模块的操作可分为作可分为四种四种：读读“忙忙”状态状态、写指令写指令、读数据读数据、写数据写数据。所。所以在程序中也常包括上述子程序以及启动液晶显示模块的子程以在程序中也常包括上述子程序以及启动液晶显示模块的子程序。序。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型字符型LCM与与51单片机的接口举例单片机的接口举例 查看忙碌信号子程序查看忙碌信号子程序 对单片机来说，对单片机来说，LCM 是一个是一个慢速慢速的外部设备

102、。单片机每的外部设备。单片机每发送一个指令到发送一个指令到 LCM，LCM 至少要执行至少要执行 40s 的时间。LCM在执行一条指令时不能接收其他指令在执行一条指令时不能接收其他指令(除读取忙碌状态指令外除读取忙碌状态指令外)，所以单片机在对，所以单片机在对 LCM 执行新的指令前需要查看执行新的指令前需要查看 LCM 的忙的忙碌状态。只有碌状态。只有 LCM 处于空闲状态时才能正常发送指令给处于空闲状态时才能正常发送指令给 LCM。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型字符型LCM与与51单片机的接口举例单片机的接口举例 查看忙碌信号子程序查看忙碌信号子程序CheckBus

103、y：PUSH ACC ；保护现场；保护现场 Loop：CLR P1.2 ；设定；设定RS=0 CLR P1.1 ；设定；设定R/W为读模式为读模式 CLR P1.0 SETB P1.0 ；LCM使能，使能，E为高电平为高电平 MOV A，P0 ；读；读P0口数据口数据 CLR P1.0 ；禁止使能；禁止使能LCM JB ACC.7，CheckBusy ；检测；检测BF为为1？ POP ACC ；BF为为0，为空闲状态，为空闲状态 LCALL DELAY ；调延时程序；调延时程序 RET 9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型字符型LCM与与51单片机的接口举例单片机的接口举例

104、将指令码写至将指令码写至ID指令寄存器的子程序指令寄存器的子程序 WriteInstruction： LCALL CheckBusy ；判断；判断LCM忙碌？忙碌？ CLR P1.0 CLR P1.2 ；选择指令寄存器；选择指令寄存器 SETB P1.1 ；设定；设定R/W为写模式为写模式 SETB P1.0 ；LCM使能，使能，E为高电平为高电平 MOV P0，A ；将；将A中内容写至中内容写至LCM CLR P1.0 ；禁止使能；禁止使能LCM RET 9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型字符型LCM与与51单片机的接口举例单片机的接口举例 将数据写至将数据写至DR数据寄

105、存器的子程序数据寄存器的子程序 WriteLCDData： LCALL CheckBusy ；判断；判断LCM忙碌？忙碌？ CLR P1.0 SETB P1.2 ；选择数据寄存器；选择数据寄存器 SETB P1.1 ；设定；设定R/W为写模式为写模式 SETB P1.0 ；LCM使能，使能，E为高电平为高电平 MOV P0，A ；将；将A中数据写至中数据写至LCM CLR P1.0 ；禁止使能；禁止使能LCM RET 9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型字符型LCM与与51单片机的接口举例单片机的接口举例 清除显示器的子程序清除显示器的子程序 由于该指令属于写数据到由于该指令

106、属于写数据到 IR 指令寄存器，所以编程时只指令寄存器，所以编程时只需将清屏指令码需将清屏指令码 00000001B（01H）存入）存入 ACC，再调用，再调用WriteInstruction 子程序即可。子程序即可。 CLS：MOV A，#01H ；将清屏指令码送入；将清屏指令码送入ACC LCALL WriteInstruction RET 9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型字符型LCM与与51单片机的接口举例单片机的接口举例 启动字符型启动字符型LCM的子程序的子程序 电源打开后，单片机必须启动电源打开后，单片机必须启动 LCM 工作。工作。LCM 启动方启动方式有两

107、种：式有两种：自动启动自动启动和和指令启动指令启动。LCM 显示模块自动启动方显示模块自动启动方式下的电源要求如下：式下的电源要求如下： 9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型字符型LCM与与51单片机的接口举例单片机的接口举例 启动字符型启动字符型LCM的子程序的子程序 打开电源时，若显示模块的供电电源满足上页图的变化要打开电源时，若显示模块的供电电源满足上页图的变化要求，则液晶显示模块会自动执行清除显示器指令和设定功能指求，则液晶显示模块会自动执行清除显示器指令和设定功能指令来启动显示模块工作。令来启动显示模块工作。 当当 DL 为为 1 时，设定数据长度为时，设定数据长度

108、为 8 位；当位；当 N 为为 0 时，设定时，设定显示为显示为 1 行；当行；当 F 为为 0 时，设定使用时，设定使用 57 点阵字符；当点阵字符；当 D 为为0 时，设定显示器不显示；当时，设定显示器不显示；当 C 为为 0 时，设定光标不显示；当时，设定光标不显示；当B 为为 0 时，设定光标不闪烁，并且进入模式设定；时，设定光标不闪烁，并且进入模式设定；I/D 为为 1 时，时，设定为递增模式；当设定为递增模式；当 S 为为 0 时，显示字体不移动。时，显示字体不移动。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型字符型LCM与与51单片机的接口举例单片机的接口举例 启动字符

109、型启动字符型LCM的子程序的子程序 在字符型液晶显示模块执行自动启动工作后，单片机只要在字符型液晶显示模块执行自动启动工作后，单片机只要按照系统所需的功能重新对显示模块按照系统所需的功能重新对显示模块依次依次下达下达设定功能指令设定功能指令、显示器显示器 ON/OFF 控制指令控制指令与与设定进入模式指令设定进入模式指令，在电源打开时，在电源打开时的时序是足以满足要求的。所以，单片机启动字符型液晶显示的时序是足以满足要求的。所以，单片机启动字符型液晶显示模块的子程序只需要调用模块的子程序只需要调用 WriteInstruction 子程序即可。子程序即可。 例如，设定显示模块数据长度为例如，设

110、定显示模块数据长度为 8 位、显示位、显示 2 行、使用行、使用57 点阵字符、显示光标但不闪烁、每次将数据输入点阵字符、显示光标但不闪烁、每次将数据输入DDRAM后光标向右移动一格等。程序见下页。后光标向右移动一格等。程序见下页。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 字符型字符型LCM与与51单片机的接口举例单片机的接口举例 启动字符型启动字符型LCM的子程序的子程序 Initial：MOV A，#38H ；设定数据长度、显示行；设定数据长度、显示行 ；数和点阵字符类型；数和点阵字符类型 LCALL WriteInstruction MOV A，#0EH ；设定显示类型和光标；设定

111、显示类型和光标 LCALL WriteInstruction MOV A，#06H ；设定；设定AC增减模式及字符增减模式及字符 ；移动方式；移动方式 LCALL WriteInstruction RET9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 应用举例应用举例 例例1：令字符型：令字符型LCM显示显示“C”字符字符 ORG 0030H BEGIN：LCALL Initial ；调用启动；调用启动LCM子程序子程序 LCALL CLS ；调用清除显示子程序；调用清除显示子程序 MOV A，#80H ；设定第；设定第1行、第行、第1列列 LCALL WriteInstruction MOV

112、 A，#43H ；将字符；将字符“C”存入存入ACC LCALL WriteLCDData RET9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 应用举例应用举例 例例2：用字符型：用字符型LCM显示字串显示字串“WELLCOME”和和“TESTLCD”。显示格式如下：。显示格式如下：9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用显示位置显示位置12345678910111213141516第第1行行WELLCOME第第2行行TESTLCD 应用举例：例应用举例：例2汇编程序清单汇编程序清单 ORG 0000H JMP BEGIN ORG 0030H BEGIN：LCALL Initial ；

113、调用启动初始化子程序；调用启动初始化子程序 LCALL CLS ；调用清屏子程序；调用清屏子程序 MOV A，#80H ；光标至第；光标至第1行、第行、第1列列 LCALL WriteInstruction MOV DPTR，#LINE1 ；DPTR指向第指向第1行数据行数据 LCALL STRING ；调用单行显示子程序；调用单行显示子程序 9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 应用举例：例应用举例：例2汇编程序清单汇编程序清单 MOV A，#C0H ；光标至第；光标至第2行、第行、第1列列 LCALL WriteInstruction MOV DPTR，#LINE2 ；DPTR指

114、向第指向第1行数据行数据 LCALL STRING ；调用单行显示子程序；调用单行显示子程序 JMP BEGIN LINE1：DB WELLCOME，00H LINE2：DB TESTLCD，00H9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 应用举例：例应用举例：例2汇编程序清单汇编程序清单 STRING：PUSH ACC ；单行数据显示子程序；单行数据显示子程序 PLOOP：CLR A MOVC A，A+DPTR ；读取数据；读取数据 JZ ENDPR ；数据为；数据为00H则结束显示则结束显示 LCALL WriteLCDData INC DPTR JMP PLOOP ENDPR：PO

115、P ACC RET9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 应用举例应用举例 例例3：用字符型：用字符型LCM显示显示“WELLCOME TO USE THE LCM”。显示格式如下：。显示格式如下： 设单片机片内设单片机片内 RAM 的的 40H5FH 共共 32 个单元为显示缓个单元为显示缓冲区，其中冲区，其中 40H4FH 对应于显示模块的第对应于显示模块的第 1 行，行， 50H5FH对应于显示的第对应于显示的第 2 行。行。LCM 接口电路如图接口电路如图 6.20 所示，显示程所示，显示程序清单见下页。序清单见下页。9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用显示位置显示位

116、置12345678910111213141516第第1行行WELLCOMETOUSE第第2行行THELCM 应用举例：例应用举例：例3汇编程序清单汇编程序清单 BEGIN：MOV SP，#20H ；程序入口；程序入口 MOV DPTR，#TAB ；指向；指向32个显示字符个显示字符 MOV R7，#32 MOV R1，#40H ；显示缓冲区首地址；显示缓冲区首地址 BUF：CLR A ；将；将32个字符送显示缓冲区个字符送显示缓冲区 MOVC A，A+DPTR MOV R1，A INC DPTR INC R1 DJNZ R7，BUF9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 应用举例：例应

117、用举例：例3汇编程序清单汇编程序清单 CLR P1.0 SETB P1.0 ；使能；使能LCM显示模块显示模块 MOV A，#38H ；功能设置为；功能设置为8位、双行、位、双行、 ACALL WR1 ；57点阵点阵 MOV A，#01H ；清屏；清屏 ACALL WR1 MOV A，#0FH ；开显示、开光标、光标；开显示、开光标、光标 ACALL WR1 ；闪烁；闪烁 MOV A，#06H ；模式设置；模式设置 ACALL WR1 9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 应用举例：例应用举例：例3汇编程序清单汇编程序清单 MOV A，#80H ；写入；写入DDRAM首地址首地址(1

118、) ACALL WR1 MOV R0，#40H ；显示第一行；显示第一行 MOV R7，#16DDRAM1：ACALL RD1 ；调；调RD1，逐个字符显示，逐个字符显示 INC R0 DJNZ R7，DDRAM1 ；第一行显示结束；第一行显示结束 MOV A，#C0H ；写入；写入DDRAM首地址首地址(2) SETB P1.0 ACALL WR1 9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 应用举例：例应用举例：例3汇编程序清单汇编程序清单 MOV R0，#50H ；显示第二行；显示第二行 MOV R7，#16DDRAM2：ACALL RD1 ；第二行数据逐个显示；第二行数据逐个显示

119、INC R0 DJNZ R7，DDRAM2 ；第二行显示结束；第二行显示结束 ； 注：此处应插入转移注：此处应插入转移(结束结束)指令，或多次循环指令。指令，或多次循环指令。 WR1：MOV R3，A ；写指令子程序入口写指令子程序入口 CLR P1.2 ；RS为为0，选择指令寄存器，选择指令寄存器 CLR P1.1 ；R/W为为1，读，读LCM状态状态 BUSY1：MOV A，P0 ；忙状态检测；忙状态检测 RLC A JC BUSY19.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 应用举例：例应用举例：例3汇编程序清单汇编程序清单 SETB P1.1 ；R/W为为0，进入写模式，进入写模式

120、 CLR P1.0 SETB P1.0 ；E为高电位，执行写操作为高电位，执行写操作 MOV P0，R3 ACALL DL0 RET ；WR1子程序返回子程序返回 RD1：CLR P1.2 ；RS为为0，选择指令寄存器，选择指令寄存器 CLR P1.1 ；R/W为为1，读，读LCM状态状态 BUSYD：MOV A，P0 ；忙状态检测；忙状态检测 RLC A JC BUSYD 9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 应用举例：例应用举例：例3汇编程序清单汇编程序清单 SETB P1.2 ；选择数据寄存器；选择数据寄存器 SETB P1.1 ；R/W为为0，向，向LCM写数据写数据 CLR

121、 P1.0 SETB P1.0 ；E设置为设置为1 MOV A，R0 MOV P0，A ；取数据送；取数据送P0口口 CLR P1.0 ；E下降沿执行写数据操作下降沿执行写数据操作 ACALL DL0 RET ；RD1程序返回，该指令为程序返回，该指令为 ；单个字符显示子程序单个字符显示子程序9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用 应用举例：例应用举例：例3汇编程序清单汇编程序清单 DL0：MOV R2，#7FH ；延时约；延时约128ms DL1：MOV R4，#0FAH DL2：DJNZ R4，DL2 DJNZ R2，DL1 RET ；延时程序返回延时程序返回TAB：DB 57H，45H，4CH，4CH，43H，4FH，4DH，45H DB 20H，54H，4FH，20H，20H，55H，53H，45H DB 54H，48H，45H，20H，20H，20H，20H，20H DB 20H，20H，20H，20H，20H，4CH，43H，4DH END9.2 LCD显示器原理显示器原理及应用及应用