液晶顯示技術(shù)的研究

李紅霞

液晶顯示技術(shù)是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的一種常用的人機(jī)接口形式，其優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕，功耗低。字符型液晶顯示器LCD1602主要用于顯示數(shù)字、字母、簡(jiǎn)單圖形符號(hào)及少量自定義符號(hào)。

1 液晶顯示簡(jiǎn)介

（1）液晶顯示原理

液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。

（2）液晶顯示器的分類(lèi)

液晶顯示的分類(lèi)方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式來(lái)分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)（Static）、單純矩陣驅(qū)動(dòng)（Simple Matrix）和主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)（Active Matrix）三種。

2 LCD1602的引腳定義及功能解釋

第2腳：VDD接5V正電源。

第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。

第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。

第5腳：R/W為讀寫(xiě)信號(hào)線(xiàn)，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。

第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。

第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線(xiàn)。

第15腳：背光源正極。

第16腳：背光源負(fù)極。

3 LCD1602模塊的組成

LCD1602由控制器、驅(qū)動(dòng)器和液晶板組成?？刂破鹘邮軄?lái)自單片機(jī)的指令和數(shù)據(jù)，控制著整個(gè)模塊的工作， 由字符發(fā)生器CGROM、自定義字符發(fā)生器CGRAM和顯示緩沖區(qū)DDRAM等字符存儲(chǔ)區(qū)域。在控制器的控制下，LCD1602模塊通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)DB0～DB7和E、R/W、RS 三個(gè)輸入控制端與單片機(jī)接口。這三個(gè)控制輸入端按照規(guī)定的時(shí)序相互協(xié)調(diào)作用，使控制器通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)DB接受單片機(jī)發(fā)送來(lái)的指令和數(shù)據(jù)，從CGROM中找到欲顯示字符的字符碼，送入DDRAM，在LCD顯示屏上與DDRAM存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置顯示出該字符?？刂破鬟€可以根據(jù)單片機(jī)的命令，實(shí)現(xiàn)字符的顯示、閃爍和移位等顯示效果。

字符發(fā)生器CGROM存儲(chǔ)了不同的點(diǎn)陣字符圖形，包括數(shù)字、英文字母的大小寫(xiě)字符、常用符號(hào)等，每一個(gè)字符都有一個(gè)特定的代碼。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫(xiě)的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“A”

LCD1602的DDRAM有80個(gè)字節(jié)，其中第一行用00H～0FH單元，第二行用40H～4FH單元。DDRAM單元存放的是要顯示字符的ASCII碼，控制器以該編碼為索引，到CGROM或CGRAM中取點(diǎn)陣字型送液晶板顯示。

4 LCD1602的指令

LCD1602的11條命令如下：

指令1：清顯示，指令碼01H，清顯示指令將空位字符碼20H全部送入DDRAM地址中，使DDRAM中的內(nèi)容全部清除，顯示消失；地址計(jì)數(shù)器AC=0，自動(dòng)增1模式；顯示歸位，光標(biāo)或者閃爍回到原點(diǎn)（顯示屏左上角）；但不改變移位設(shè)置模式。

指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。歸位指令置地址計(jì)數(shù)器AC=0：將光標(biāo)及光標(biāo)所在位的字符回原點(diǎn)；但DDRAM中的內(nèi)容并不改變。

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(kāi)關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開(kāi)與關(guān)，高電平表示開(kāi)顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開(kāi)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(xiàn)，低電平時(shí)為8位總線(xiàn) 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CGRAM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(xiě)數(shù)據(jù)。

指令11：讀數(shù)據(jù)。

5 總結(jié)

本文介紹了液晶顯示器的工作原理，引腳功能，LCD1602模塊的內(nèi)部組成，以及LCD1602的指令，對(duì)LCD1602做了全面研究。

參考文獻(xiàn)

[1]單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)，李全利，高等教育出版社。

[1]手把手教你學(xué)51單片機(jī)，宋雪松，清華出版社。