（1）LCD1602概述

先來(lái)看看LCD1602什么意思？Liquid Crystal Display（LCD）表示液晶顯示，1602 表示一行可以顯示16個(gè)字符，一共有兩行。

現(xiàn)在我們來(lái)看看如何使用簡(jiǎn)單的IO控制和延時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)操作LCD1602液晶模塊。既然是用單片機(jī)控制LCD1602，那么根據(jù)前面的分析，首先要搞清楚誰(shuí)是控制對(duì)象，誰(shuí)是被控制對(duì)象。很顯然，LCD1602是被控制對(duì)象，那么我們就先從LCD1602開始分析。所謂控制也可以理解為溝通，比如你與室友溝通，希望他幫你買瓶綠茶，那么就表示至少你的室友能聽懂你的“指令”，能知道綠茶是什么，如何去買等等信息。好了，那么如何與LCD1602溝通呢？可以想一想，平時(shí)人與人是如何溝通的？溝通之前先要打個(gè)招呼吧，比如“你好”之類的，電話里面要先講個(gè)“喂？”，確定通迅正常了之后才進(jìn)入溝通正題了，很少有人打電話一上來(lái)就開始“哇哇”的說(shuō)，萬(wàn)一說(shuō)了半天發(fā)現(xiàn)信號(hào)還沒(méi)連上呢，那不是白講了。其實(shí)單片機(jī)與LCD1602的溝通方式也一樣，電話中使用的“喂？”在我們這里其實(shí)就叫初始化。后面也會(huì)經(jīng)常碰到這個(gè)“初始化”的概念。其實(shí)器件也是人設(shè)計(jì)的，所以他的工作方式從某種程度上講，也是人的溝通方式。打完招呼后，就開始進(jìn)入真正主題了。什么主題呢？LCD1602是顯示模塊，主要作用當(dāng)然是顯示了。既然是顯示，我們可以想一想，無(wú)非就是兩個(gè)內(nèi)容：

（1）你想要顯示什么內(nèi)容？

（2）你打算在哪里顯示？

很明顯，這兩個(gè)內(nèi)容都是來(lái)自于單片機(jī)的控制，單片機(jī)讓它顯示什么它就顯示什么（叁議電子）。這個(gè)‘顯示什么’就是傳送的數(shù)據(jù)。那么怎么往LCD1602模塊傳送數(shù)據(jù)呢？前面講了，LCD1602表示2行16個(gè)字符，也就是有不同的顯示地點(diǎn)，那么單片機(jī)如何告訴LCD1602的顯示地點(diǎn)呢？因此前面的分析可以總結(jié)為三個(gè)問(wèn)題，如何初始化；如何傳送顯示的內(nèi)容（顯示什么）；在哪里顯示。這三個(gè)問(wèn)題如何解答呢？當(dāng)然要去看LCD1602說(shuō)明手冊(cè)了。

為了解決這三個(gè)問(wèn)題，我們還是先來(lái)看看人與人之間是如何溝通的，如果當(dāng)面溝通，你的信號(hào)（聲音）能夠直接傳到對(duì)方，而且能讓對(duì)方聽懂。如果相距比較遠(yuǎn)，那么就使用電話等通信工具。前者信號(hào)傳遞載體是空氣，后者是電話線。那么我們來(lái)看看MCU與LCD1602的信號(hào)傳遞載體是什么樣的，這就需要去查看原理圖了。

如圖3-1所示，LCD1602一共16個(gè)引腳，其中引腳1，2，15，16是與電源相關(guān)的，我們不去理它。另外引腳3連接到了可調(diào)電阻Rv1，用于液晶模塊背光調(diào)節(jié)的，這里也暫且不管。我們現(xiàn)在關(guān)心的是與信號(hào)傳輸相關(guān)的引腳，很明顯與引腳4到引腳14有關(guān)。從圖中我們看到，單片機(jī)通過(guò)P4.1，P4.4，P4.5分別與RS，RW，EN連接，P2端口與D0到D7連接，一共10根線。那么也就是說(shuō)，單片機(jī)的所有指令，數(shù)據(jù)等都是通過(guò)這10根線來(lái)完成的。怎么樣去控制LCD呢，當(dāng)然是閱讀LCD的說(shuō)明手冊(cè)。這里來(lái)個(gè)比喻，房間內(nèi)一個(gè)人規(guī)定，敲三下門，屋內(nèi)的人才把門打開。如果你要進(jìn)入屋內(nèi)，就必須敲三下，如果你不知道這個(gè)規(guī)則，敲了四下，或者大喊大叫，門也開不了。這里要說(shuō)明什么意思？當(dāng)你要與某個(gè)器件溝通的時(shí)候，你必須嚴(yán)格按照這個(gè)器件的規(guī)則來(lái)操作。比如一個(gè)德國(guó)人只會(huì)講德語(yǔ)，如果你想與他溝通那么你就只能和他講德語(yǔ)了。如果你講漢語(yǔ)，他講德語(yǔ)，這就亂套了，信息無(wú)法傳遞（www.ppptalk.com）。這個(gè)時(shí)候，你可以選擇會(huì)講漢語(yǔ)的德國(guó)人溝通，也就是換一個(gè)溝通對(duì)象。同樣的，如果你覺得某個(gè)器件操作起來(lái)太麻煩，那么你可以更換另外一個(gè)具有同樣功能能滿足你使用要求的器件來(lái)代替。但是，一旦你選定了某個(gè)器件后，你必須100%的按照“這個(gè)器件的使用規(guī)則”來(lái)操作。不同的外圍器件的規(guī)則是不一樣，也就是說(shuō)這些規(guī)則是多樣化的。回到前面講的開門的例子，也可以這樣設(shè)計(jì)，比如一共敲兩下，第一下要敲重一點(diǎn)，第二下要敲輕一點(diǎn)。或者重敲三下，輕敲一下，等等。但是對(duì)于我們而言，不需要問(wèn)為什么，照著做就行了。規(guī)則如何設(shè)計(jì)，那是設(shè)計(jì)這個(gè)器件或者模塊的工程師應(yīng)該思考的工作，我相信這些規(guī)則的設(shè)計(jì)一定有他們的理由。但我們只是從應(yīng)用層面來(lái)思考問(wèn)題，不管你怎么規(guī)定的，我照做就行了。這些規(guī)則在哪里呢？查看芯片手冊(cè)或者官方說(shuō)明書。羅嗦這么多，其實(shí)就為了強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)這門技術(shù)一定要以芯片手冊(cè)（官方說(shuō)明資料）為本，而且后面還會(huì)繼續(xù)強(qiáng)調(diào)。其實(shí)LCD1602包括后面會(huì)講到的其他模塊同樣如此，你要與它溝通，當(dāng)然必須按照它的規(guī)則來(lái)。下面我們就來(lái)解讀它的規(guī)則，來(lái)解決前面提到的三個(gè)問(wèn)題，初始化，內(nèi)容顯示，顯示地址。

（2）LCD1602初始化

關(guān)于這一點(diǎn)，LCD1602說(shuō)明手冊(cè)上已經(jīng)明確告訴我們了，想都不要去想，管你這些什么意思，照做即可。

延時(shí)15ms

寫指令38H

延時(shí)5ms

寫指令38H

寫指令08H

寫指令01H

寫指令06H

寫指令0CH

以上為初始化過(guò)程，延時(shí)部分好解決，前面講過(guò)了。這里就看如何“寫指令”了。問(wèn)題來(lái)了，液晶模塊怎么知道單片機(jī)給我的是命令還是數(shù)據(jù)。（叁議電子www.ppptalk.com）LCD1602看到RS為高時(shí)，就明白了，哦，你要給我傳送數(shù)據(jù)了；看到RS為低時(shí)，就知道你要給我指令了。這個(gè)只是選擇“命令”還是“數(shù)據(jù)”，還有一個(gè)問(wèn)題，我們的目的是“寫指令”，那么液晶模塊怎么知道是“寫”還是“讀”呢？再來(lái)看RW信號(hào)，當(dāng)RW為低的時(shí)候，液晶模塊就知道了，單片機(jī)要給我“寫”了；當(dāng)RW為高的時(shí)候，液晶模塊也知道了，單片機(jī)要“讀”了。很明顯，我們這里要把RW設(shè)置為低。“寫/讀”和“指令/數(shù)據(jù)”都知道如何告訴液晶模塊了，那么這個(gè)指令從怎么傳過(guò)去呢？通過(guò)D0-D7這8根線（也就是P2端口）來(lái)傳輸，比如我要傳送的指令為x033，那么就把這個(gè)數(shù)據(jù)0x33放到P2端口，當(dāng)LCD1602看到“寫”和“指令”的時(shí)候，就知道把P2端口上的0x33這個(gè)指令拿過(guò)來(lái)了。這樣就達(dá)到了“寫”“指令”“0x33”的目的。

但是不是這樣就能讓LCD1602正常執(zhí)行了。不是的。回到我們前面講的那個(gè)例子，這里加個(gè)條件，屋內(nèi)人聽到敲門三下后，判斷暗號(hào)正確了，但是沒(méi)有直接開門，而是通知了他的上級(jí)，得到上級(jí)的授權(quán)后，才開門。也就是兩個(gè)條件，暗號(hào)正確和上級(jí)授權(quán)。LCD1602也一樣，收到指令沒(méi)有立即執(zhí)行，還要等另外一個(gè)信號(hào)，就是EN使能信號(hào)。此時(shí)EN給個(gè)一定寬度的脈沖，LCD1602才開始執(zhí)行。

這樣根據(jù)前面的分析很容易的寫出寫指令的代碼：

void Lcd_Write_Cmd（unsigned char Cmd） {

delayMs（5）;//注意這里需要延時(shí)5ms比較保險(xiǎn) 代替判斷忙信號(hào)

RW = 0;

P2 = Cmd; //準(zhǔn)備好指令

RS=0; //告訴LCD1602，P0中放的是指令不是數(shù)據(jù)

EN=1;

delayUs（5）; //根據(jù)時(shí)序圖，脈沖要有一定寬度

EN=0; //使指令有效，開始執(zhí)行

}

同樣的道理，以上代碼中，只需改一下RS信號(hào)為1，就是寫數(shù)據(jù)的代碼了

voidLcd_Write_Data（unsignedcharmData） {

RW = 0;

delayMs（5）;//注意這里需要延時(shí)5ms比較保險(xiǎn)代替判斷忙信號(hào)

P2=mData;//準(zhǔn)備好指令

RS=1;//告訴LCD1602，P0中放的是數(shù)據(jù)不是指令

EN=1;

delayUs（5）;//根據(jù)時(shí)序圖，脈沖要有一定寬度

EN=0;//使指令有效，開始執(zhí)行

}

講到這里，LCD1602初始化代碼應(yīng)該能寫出了。同時(shí)我們也已經(jīng)寫出了傳遞指令的代碼，那么現(xiàn)在我們只要知道指令內(nèi)容就可以了。

指令1：清顯示，指令碼01H，光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。

指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。

指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置I/D：光標(biāo)移動(dòng)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(wú)效。

指令4：顯示開關(guān)控制。D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo)B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。

指令5：光標(biāo)或顯示移位S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。

指令6：功能設(shè)置命令DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示F：低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。

指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。

指令8：DDRAM地址設(shè)置。

指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)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)。

這樣你需要給LCD1602什么指令，只需要傳遞給void write_com（unsigned char Cmd）函數(shù)中的Cmd參數(shù)就行了。

（3）LCD1602確定顯示位置

現(xiàn)在我們就來(lái)解決前面提到的第二個(gè)問(wèn)題：“在哪里顯示？”也就是液晶模塊的這32個(gè)空格是如何確定的。

從以上這個(gè)圖可以看到，一共兩行，00到0F和40到4F剛好與LCD1602的32個(gè)空格對(duì)應(yīng)。可見，液晶模塊的顯示位置是通過(guò)這個(gè)表格對(duì)應(yīng)的碼值來(lái)確定的。例如第二行第一個(gè)字符的地址是40H，那么是不是它的地址就是40H了。注意表3-2中第8條數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址，D7已經(jīng)被寫死了。最終的顯示地址應(yīng)該是40H+10000000B（40H+80H），因此我們只要把這個(gè)值傳給Cmd，這樣LCD1602就知道在第二行第一個(gè)位置顯示了。

（4）LCD1602確定顯示內(nèi)容

前面講了，如果傳送數(shù)據(jù)就是要顯示的內(nèi)容。比如我要顯示字母A，怎么操作呢？

以上圖中可以知道，如果你要顯示A，那么數(shù)據(jù)的高位為0100，低位為0001，因此為01000001。把這個(gè)數(shù)據(jù)傳送給LCD1602，它就知道要顯示A了。

這樣三個(gè)問(wèn)題都解決了，“初始化”，“寫指令”，“寫數(shù)據(jù)”。

現(xiàn)在回過(guò)頭來(lái)看看，我們?cè)谑褂脝纹瑱C(jī)控制LCD1602這個(gè)過(guò)程中用到了單片機(jī)的哪些知識(shí)。回去看看圖1，10根連接線，P4.1，P4.4和P4.5，再加上P2端口，主要是通過(guò)P4.1，P4.4和P4.5高低變化來(lái)發(fā)出指令或數(shù)據(jù)，P2端口的變化反映指令或數(shù)據(jù)的內(nèi)容。可見，這個(gè)過(guò)程中我們只用到了IO口控制和延時(shí)。其他很長(zhǎng)的部分我們用在理解1602的使用規(guī)則了。注意這里是使用規(guī)則，談不上原理。比如你給LCD1602發(fā)送清屏指令時(shí)，你明白LCD1602收到這個(gè)指令是如何操作清屏的嗎？不知道，也沒(méi)有必要知道。液晶模塊說(shuō)明書也不告訴你。好比你使用手機(jī)時(shí)，你點(diǎn)擊一下某個(gè)應(yīng)用程序就打開了，然后按照它的規(guī)則去使用就行了，比如聽歌，上網(wǎng)等等，你不用關(guān)心它們是怎么實(shí)現(xiàn)的。其實(shí)手機(jī)也是個(gè)模塊，我們只要學(xué)會(huì)操作就行了，不管它里面發(fā)生了什么事情。

（5）小結(jié)

現(xiàn)在對(duì)以上分析內(nèi)容小結(jié)一下。LCD1602液晶模塊的作用就是顯示，既然是“顯示”，無(wú)非就是顯示什么內(nèi)容，在哪里顯示。那么如何確定顯示的內(nèi)容呢？通過(guò)ASCII碼表來(lái)確定。如何確定顯示的位置呢？通過(guò)表格3-3來(lái)確定。在單片機(jī)控制LCD1602液晶模塊時(shí)，也就是這兩個(gè)對(duì)象溝通時(shí)，一定要先“打招呼”，也就是初始化。如何初始化呢？說(shuō)明手冊(cè)中已經(jīng)給出了具體步驟，照搬即可。理清了這個(gè)思路，剩下的就是去實(shí)現(xiàn)各個(gè)步驟了。里面涉及到如何寫指令，寫數(shù)據(jù)以及如何讀忙信號(hào)。具體查看時(shí)序圖即可。