LCD1602顯示驅動電路基礎

顯示器的兩種顯示方式:1.A/N(Alphabet/Number),也稱字符顯示;數碼管,點陣管,1602液晶,早期電腦顯示器…2.APA(AllPointAddress),也稱圖形顯示VGA顯示器…LiquidCrystalDisplay

本章參考教材：《液晶顯示器件應用技術》：90－138《液晶顯示應用技術》：271－300LCD液晶顯示器

液晶顯示器是常用的人機接口界面，以其微功耗、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧的諸多優點，在袖珍式儀表和低功耗應用系統中得到越來越廣泛的應用。常用的有字符型和圖形點陣型兩種。其中字符型的液晶顯示器的驅動電路一般均為HD44780及其兼容芯片，因此，這類芯片的接口及驅動程序基本通用。

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液晶字符顯示屏液晶圖形點陣顯示屏2009年：光電06級田鋒雪，王肖冰16串電池放電電壓采集，記錄儀。2010年：條形碼掃碼系統

李光，關偉流水線產品掃碼系統2011年：三相電能質量分析儀1602字符液晶原理以及使用方法

知識點：

⑴1602字符液晶顯示器組成及驅動電路(LCM)。

⑵了解1602字符液晶顯示器接口。⑶編程實現顯示功能。專用液晶定制產業鏈1.液晶面板設計與生產門檻較高,投資較大廠家:大連大顯,深圳新深輝,瑞捷興,河北冀雅2.液晶驅動控制模塊(LCM)的設計門檻低,小公司多如牛毛,廠家:西安海晶,陜西振遠3.含液晶顯示模塊的嵌入式開發應用如:工業儀器儀表,專用手持式工控設備等北京航天金稅技術有限公司招聘職位:LCM開發工程師招聘要求1.應用電子技術或自動控制專業本科學歷；2.能熟練應Protel,POWERPCB或CADENCE等電子軟件設計電路圖和PCB圖；3.從事過LCM設計或熟悉LCM原理者優先考慮；4.能熟練閱讀和翻譯英文技術資料；5.具有創新能力和良好的團隊協作精神。專業職責1．負責產品的試制工作2．負責編制試制總結報告及追蹤具體落實情況3．負責和試制產品信息交流，做好資源和產品標準化的協調4．跟蹤量產產品的生產狀況寧波七鑫旗老總跑路未遂欠債總額超20億

2011年10月12日

03:10

李伊琳

浙江區域的企業借貸危機，正由溫州蔓延到其他地區。10月11日，知情人士透露，寧波七鑫旗科技有限公司一劉姓老總“跑路”未遂，已被當地有關部門控制，該企業涉債金額逾20億元多名涉債銀行人士透露，七鑫旗集團及其附屬企業累計負債民間借貸8億-9億，銀行借貸12億多。寧波市政府已組建專門的工作組進入該企業，努力開展維穩工作，其初步方案可能是破產保護。七鑫旗牽涉到的銀行12億債務中，包括中國銀行(2.93,0.06,2.09%)(微博)2.4736億，建設銀行(4.52,0.11,2.49%)1.6599億，交通銀行(4.50,0.04,0.90%)1.64億等等。多家債權銀行中，招商銀行(11.19,0.20,1.82%)(微博)的貸款占比較大。民間借貸中利率最高者達到135%左右。七鑫旗集團總資產達16億人民幣，位于寧波國家級高新技術開發區明珠路445號，下轄全資子公司寧波七鑫旗科技有限公司，及寧波市鑫洋電器有限公司等。七鑫旗科技被視為潛力型科技企業，主要專業生產薄膜液晶顯示屏之后段模塊(LCM)。1.1602字符型液晶顯示原理2.1602字符型液晶LCM模塊電路問題:1.8*8點陣管采用掃描需要多少條管腳驅動?2.1602液晶,每個字符是5*8點陣,兩行一共32個字符,采用需要掃描需要多少條管腳驅動?顯示驅動電路核心：解決管腳數目不夠的問題

方法：動態掃描，分時復用Lcd：專用lcd行，列擴展集成電路，如：HD44780，HD44100等；Led：移位寄存器74hc595，74hc164以及專用led驅動芯片校企：深亞液晶發現過程LCD顯示器接口原理

LCD面板的基本結構及工作原理圖液晶顯示器基本結構顯示原理:液晶面板上下兩面的導電玻璃上有電極;段電極與背電極呈正交帶狀分布，液晶位于正交的帶狀電極間。電極通過LCM模塊形成電場;有電場的地方液晶透光;無電場不透光;液晶面板底部背光電源;不透光的點陣形成字符或圖形.液晶顯示器組成壓框:背光電源安裝方法背光電源電特性8X8點陣LED工作原理說明P0口P2口

1．例程:在8X8

LED點陣上顯示數字0。(1)．數字0－9點陣顯示代碼的形成因此，形成的列代碼為00H，00H，3EH，41H，41H，41H，3EH，00H；只要把這些代碼分別送到相應的列線上面，即可實現“0”的數字顯示。P0口

送第一行線代碼到P0端口，同時置第一列線為“0”，其它列線為“1”，延時2ms左右，送第二行線代碼到P0端口，同時置第二列線為“0”，其它列線為“1”，延時2ms左右，如此下去，直到送完最后一列代碼，又從頭開始送。

#include<reg52.H>unsignedcharcodetaba[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};unsignedcharcodedigittab[]={0x00,0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00};voiddelay(unsignedinti){while(i--);}voidmain(void){unsignedchari;while(1){for(i=0;i<8;i++){P2=taba[i];P0=digittab[i];delay(2000);}}}1602LCD顯示器原理

段電極與背電極呈正交帶狀分布，液晶位于正交的帶狀電極間。點陣式LCD的控制一般采用行掃描方式，有電場透光,無電場不透光!背面電極電平(列電極)正面電極電平(行電極)LCD液晶顯示器的驅動LCD顯示模塊LCM（LiquidCrystalDisplayModule）在實際應用中，用戶很少直接設計LCD顯示器驅動接口，一般是直接使用專用的LCD顯示驅動器和LCD顯示模塊LCM。

LCM是把LCD顯示屏、背景光源、線路板和驅動集成電路等部件構造成一個整體，作為一個獨立部件使用。其特點是功能較強、易于控制、接口簡單，在單片機系統中應用較多。其內部結構如下頁圖所示。LCM一般帶有內部顯示RAM和字符發生器，只要輸入ASCII碼就可以進行顯示。

LCD顯示模塊LCM按顯示功能可分為：LCD段式顯示模塊、LCD字符型顯示模塊、LCD圖形顯示模塊三類。典型的字符型LCD驅動方案：HD44780＋HD44100(KS0065)問題:液晶定制的方案選擇?8*1,8*2,16*1,24*1,4*4,32*1,24*2,32*2,40*1,40*2;需要多少個44780和多少個44100?

LCD驅動器HD44780(KS0066)HD44780字符顯示模塊是較常用的LCD顯示模塊，共有14個引腳，其中，8個數據引腳，3個控制引腳，3個電源引腳。每個HD44780可控制的字符可達每行80個，具有驅動16×40點陣的能力。具有其自身的11條指令構成的指令系統，用戶對模塊寫入適當的控制命令，即可完成清屏、顯示、地址設置等操作。▲特性a容易和4Bit/8BitMPU相連;b可選擇5×7或5×10點陣字符;c顯示數據RAM容量:80×8Bit(80字符);d字符發生器ROM能提供用戶所需字符庫或標準庫;字庫容量:192個字符(5×7點字型);32個字符(5×10點字型);eDDRAM和CGRAM都能從MPU讀取數據;(DDRAM為顯示緩沖區;CGRAM為可自編數據區)f輸出信號:16個行掃描信號(commonsignal),40個列掃描信號(segmentsignal);LCD驅動器HD44100(KS0065)

▲功能(FUNCTION)：a40通道點陣LCD驅動;b可選擇當作行驅動或列驅動;c輸入/輸出信號:輸出,能產生20×2個LCD驅動波形;輸入,接受控制器送出的串行數據和控制信號,偏壓(V1∽V6);▲特性(FEATTURES)a顯示驅動偏壓比:靜態∽1/5;b電源電壓:+5V±10%;c顯示驅動電源(VDD-VEE)為-5V;dCMOS處理;e60引腳,塑封;軟封;1602液晶驅動電路(LCM)主控芯片(44780)列擴展芯片(44100)行(com)輸出端口列(seg)輸出端口與單片機的接口及背光接口LCM1602的PCB(作者:王橋莉)⑴1602字符液晶顯示器功能特點：·LCM1602A顯示內容5x8點字符點陣式，16x2行，點大小0.55x0.65mm2，點間距0.05mm，字符間距0.6mm、0.4mm；·顯示類型：STN黃綠模式，6:00或12:00視角，正向顯示；STN灰模式，6:00或12:00視角，正向顯示；FSTN黑白模式，6:00視角，正向顯示。字符型模塊的性能

重量輕:≤100g;體積小:≤11mm厚;功耗低:10-15mw;顯示內容:192種字符(5×7點字型);可自編8(5×7)種字符;指令功能強:可組合成各種輸入、顯示、移位方式以滿足不同的要求;接口簡單方便:可與8位微處理器或微控制器相聯;工作溫度寬:-20℃-70℃;可靠性高:壽命為50,000小時(25℃)。⑵管腳描述管腳號英文說明中文說明1VSSGroundforLogic地2VDDPowersupplyforLogic邏輯電壓3VOPowersupplyforLCDdrive對比度調節4RSRegisterselection指令、數據寄存器選擇5R/WRead/Writeselection讀寫選擇信號6EEnablesignalforLCM使能信號7~14DB0~DB7DataBuslines數據線0~715APowersupplyforBacklight(+)背光正極16KPowersupplyforBacklight(-)背光負極⑵LCM1602A管腳描述1602字符液晶顯示器與四位處理器接口圖1602字符液晶顯示器與八位處理器接口圖目標：掌握1602液晶驅動方法

1602字符液晶顯示器與51單片機（或其它處理器）的硬件連接，顯示程序的編寫。

1602字符液晶顯示模塊V0（VEE）為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度。RS=0、RW=0時可以寫入指令或者顯示地址RS=0、RW=1時可以讀忙信號RS=1、RW=0時可以寫入數據E端為使能端，當E端由低電平跳變成高電平時，液晶模塊執行命令。(寫入指令或者數據)驅動模塊內部結構由DDRAM、CGRAM、CGROM、IR、DR、BF、AC等大規模集成電路組成。DDRAM：存放要LCD顯示的數據。CGROM：存放192個5*7的點陣字符，只讀不寫CGRAM：存儲特殊造型的造型碼IR：存儲MCU寫給LCD的指令碼DR：相當于數據緩沖器BF：忙碌信號AC：地址計數器：負責計數寫入/讀出CGRAM、DDRAM的數據地址，AC依照MCU對LCD的設置值而自動修改其本身內容。讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現內含HD44780控制器的液晶顯示模塊TC1602A的指令表清顯示：指令碼01H,光標復位到地址00H位置光標復位：光標返回到地址00H光標和顯示模式設置：

I/D：光標移動方向，1：右移，0：左移；S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。1有效，0則無效

顯示開關控制：

D：控制整體顯示的開與關，1表示開顯示，0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。

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。

功能設置命令：

DL：0時為4位總線，1時為8位；

N：0時為單行顯示，1時雙行；

F:0時顯示5x7的點陣字符，1時5x10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據，如果為低電平表示不忙。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，下表是1602A的內部顯示地址。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”。第二行第一個字符的地址是40H，那么是否直接寫入40H就可以將光標定位在第二行第一個字符的位置呢？這樣不行，因為寫入顯示地址時要求最高位D7恒定為高電平1所以實際寫入的數據應該是01000000B（40H)+10000000B(80H)=11000000B(C0H)程序例子1：第2行第1個字符顯示字母“A”：

RSEQUP2.0RWEQUP2.1EEQUP2.2MAIN:MOVA,#38H;設置顯示（16×2）;功能設置命令

ACALLWIR;寫指令MOVA,#0EH;開顯示，顯示光標，光標不閃爍

ACALLWIR;寫指令MOVA,#06H;整屏顯示不移動

ACALLWIR;寫指令MOVA,#01H;顯示清屏

ACALLWIR;寫指令;以上是初始化部分MOVA,#0C0h;要顯示的字母顯示在哪個位置;ACALLWIR;寫指令

LCALLDELAY1;//延時

MOVA,#41H;顯示字母A;ACALLWDR;寫數據

LCALLDELAY1;//延時WIR:ACALLBUSY;寫指令寄存器子程序

CLRE;初始化

CLRRSCLRRWSETBEMOVP1,ACLRERETWDR:ACALLBUSY;寫數據寄存器子程序

CLRESETBRSCLRRWSETBEMOVP1,ACLRERET

程序在開始時對液晶模塊功能進行了初始化設置，約定了顯示格式。注意顯示字符時光標是自動右移的，無需人工干預，每次輸入指令都先調用判斷液晶模塊是否忙的子程序BUSY

，然后輸入顯示位置的地址0c0H，最后輸入要顯示的字符A的代碼41H。

BUSY:PUSHACC;檢測忙信號子程序

ISBUSY:CLRECLRRSSETBRWSETBEMOVA,P1JBACC.7,ISBUSY;ACC.7=1，說明忙

POPACCACALLDELAY1RET程序在開始時對液晶模塊功能進行了初始化設置，約定了顯示格式。注意顯示字符時光標是自動右移的，無需人工干預，每次輸入指令都先調用判斷液晶模塊是否忙的子程序BUSY

，然后輸入顯示位置的地址0c0H，最后輸入要顯示的字符A的代碼41H。

BUSY:PUSHACC;檢測忙信號子程序

ISBUSY:CLRECLRRSSETBRWSETBEMOVA,P1JBACC.7,ISBUSY;ACC.7=1，說明忙

POPACCACALLDELAY1RETvoidmain(void){Delay400Ms();//啟動等待,等LCM講入工作狀態LCMInit();//LCM初始化WriteCommandLCM(0x80,1);//定位WriteDataLCM(0x41);//寫數據顯示while(1);}初始化方法初始化方法voidLCMInit(void)//LCM初始化{LCM_Data=0;WriteCommandLCM(0x38,0);//三次顯示模式設置,不檢測忙信號Delay5Ms();WriteCommandLCM(0x38,0);Delay5Ms();WriteCommandLCM(0x38,0);Delay5Ms();WriteCommandLCM(0x38,1);//顯示模式設置,開始要求每次檢測忙信號WriteCommandLCM(0x08,1);//關閉顯示WriteCommandLCM(0x01,1);//顯示清屏WriteCommandLCM(0x06,1);//顯示光標移動設置WriteComman