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) 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DB7DB0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 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 51 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/=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 Display 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，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 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