液晶顯示技術的研究

李紅霞

液晶顯示技術是單片機應用系統(tǒng)中的一種常用的人機接口形式，其優(yōu)點是體積小，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、簡單圖形符號及少量自定義符號。

1 液晶顯示簡介

（1）液晶顯示原理

液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，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、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、PDA移動通信工具等眾多領域。

（2）液晶顯示器的分類

液晶顯示的分類方法有很多種，通常可按其顯示方式分為段式、字符式、點陣式等。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)動方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動（Static）、單純矩陣驅(qū)動（Simple Matrix）和主動矩陣驅(qū)動（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為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。

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

第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。

第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，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。

第15腳：背光源正極。

第16腳：背光源負極。

3 LCD1602模塊的組成

LCD1602由控制器、驅(qū)動器和液晶板組成。控制器接受來自單片機的指令和數(shù)據(jù)，控制著整個模塊的工作， 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等字符存儲區(qū)域。在控制器的控制下，LCD1602模塊通過數(shù)據(jù)總線DB0～DB7和E、R/W、RS 三個輸入控制端與單片機接口。這三個控制輸入端按照規(guī)定的時序相互協(xié)調(diào)作用，使控制器通過數(shù)據(jù)總線DB接受單片機發(fā)送來的指令和數(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存儲單元對應的規(guī)定位置顯示出該字符。控制器還可以根據(jù)單片機的命令，實現(xiàn)字符的顯示、閃爍和移位等顯示效果。

字符發(fā)生器CGROM存儲了不同的點陣字符圖形，包括數(shù)字、英文字母的大小寫字符、常用符號等，每一個字符都有一個特定的代碼。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”

LCD1602的DDRAM有80個字節(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；地址計數(shù)器AC=0，自動增1模式；顯示歸位，光標或者閃爍回到原點（顯示屏左上角）；但不改變移位設置模式。

指令2：光標復位，光標返回到地址00H。歸位指令置地址計數(shù)器AC=0：將光標及光標所在位的字符回原點；但DDRAM中的內(nèi)容并不改變。

指令3：光標和顯示模式設置 I/D：光標移動方向，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，低電平則無效。

指令4：顯示開關控制。 D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示 C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。

指令5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。

指令6：功能設置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F： 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符。

指令7：字符發(fā)生器CGRAM地址設置。

指令8：DDRAM地址設置。

指令9：讀忙信號和光標地址 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時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)。

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LCD1602做了全面研究。

參考文獻

[1]單片機原理及應用技術，李全利，高等教育出版社。

[1]手把手教你學51單片機，宋雪松，清華出版社。