【文章內(nèi)容簡介】 字符塊是一個字符位，每一位都可以顯示一個字符，字符位之間空有一個點距的間隔起著字符間距和行距的作用，這是其一；其二是這類模塊使用的是專用于字符顯示控制與驅(qū)動的 IC芯片 [13]。這兩種因素確定了這類模塊的應用范圍僅局限于字符而顯示不了圖形，所以稱其為字符型液晶顯示模塊。 天津 職業(yè)技術師范大學 2020屆本科生畢業(yè)設計 8 字符型液晶顯示驅(qū)動控制器廣 泛應用于字符型液晶顯示模塊上。目前最常用的字符型液晶顯示驅(qū)動控制器是 HD44780U，也出現(xiàn)使用 HD667O1 或 HD66702 等字符型液晶顯示驅(qū)動控制器單片控制的字符型液晶顯示模塊。液晶顯示驅(qū)動器為 HD44100 及其替代品。 字符型液晶顯示模塊在世界上是比較通用的，而且接口格式也是比較統(tǒng)一的，其主要原因可能是各制造商所采用的模塊控制器都是 HD44780U 及其兼容品，不管它的顯示屏的尺寸如何，它的操作指令及其形成的模塊接口信號定義都是兼容的。所以會使用一種字符型液晶顯示模塊，就會通曉所有的字符型液晶顯示模塊。 液晶屏 1602 的使用具體 液晶 1602 有三條控制線， RS/數(shù)據(jù)命令端， RW/讀寫選擇端、 EN/使能端，一個 8位的數(shù)據(jù)端口。常用指令說明如 表 31： 表 31常用指令說明 指令名稱 控制信號 控制代碼 D/I R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 清屏 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 歸 home位 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 輸入方式設置 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 顯示狀態(tài)設置 0 0 0 0 0 0 1 D C B 光標畫面滾動 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 工作方式設置 0 0 0 0 1 DL N F * * CGRAM地址設置 0 0 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 DDRAM地址設置 0 0 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 讀 BF和 AC 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 寫數(shù)據(jù) 1 0 數(shù) 據(jù) 讀數(shù)據(jù) 1 1 數(shù) 據(jù) (一 )指令詳細解釋如下： 1).清屏（ Clear Display） 格式 0 0 0 0 0 0 0 1 01H 該指令完成下列功能： 將空碼（ 20H）寫入 DDRAM 的全部 80 個單元內(nèi)； 將地址指針計數(shù)器 AC清零，光標或閃爍歸 home 位； 設置輸入方式參數(shù) I／ D=1，即地址指針 AC 為自動加一輸入方式。 天津 職業(yè)技術師范大學 2020屆本科生畢業(yè)設計 9 該指令多用于上電時或更新全屏顯示內(nèi)容時。在使用該指令之前要確認 DDRAM的當前內(nèi)容是否有用。 2).歸 home 位（ Return home） 格式 0 0 0 0 0 0 1 0 02H 該指令將地址指針計數(shù)器 AC 清零。執(zhí)行該指令的效果有；將光標或閃爍位返回到顯示 屏的左上第一字符位上，即 DDRAM 地址 00H 單元位置；這是因為光標和閃爍位都是以地址指針計數(shù)器 AC當前值定位的。如果畫面已滾動，則撤消滾動效果，將畫面拉回到 home 位 [14]。 3).輸入方式設置（ Enter Mode Set） 格式 0 0 0 0 0 1 I/D S 04H07H 該指令的功能在于設置了顯示字符的輸入方式，即在計算機讀／寫 DDRAM 或CGRAM 后，地址指針計數(shù)器 AC 的修改方式，反映在顯示效果上，當寫入一個字符后畫面或光標的移動。該指令的兩個參數(shù)位 1／ D 和 S確定了字 符的輸入方式。 I／ D表示當計算機讀／寫 DDRAM 或 CGRAM 的數(shù)據(jù)后，地址指針計數(shù)器 AC 的修改方式，由于光標位置也是由 AC值確定，所以也是光標移動的方式。 I／ D＝ 0 AC 為減 1計數(shù)器，光標左移一個字符位。 I／ D＝ 1 AC 為加 1計數(shù)器，光標右移一個字符位。 S 表示在寫入字符時，是否允許顯示畫面的滾動。 S＝ 0禁止?jié)L動。 S＝ 1允許滾動。 S＝ 1且 I／ D＝ O顯示畫面向右滾動一個字符位。 S＝ 1且 I／ D＝ 1顯示畫面向左滾動一個字符位。 4).顯示狀態(tài)設置（ Display on/off Control） 格式 0 0 0 0 1 D C B 08H0FH 該指令控制著畫面，光標及閃爍的開關。該指令有三個狀態(tài)位 D、 C、 B，這三個狀態(tài)位分別控著畫面，光標和閃爍的顯示狀態(tài)。 D 畫面顯示狀態(tài)位。當 D＝ 1時為開顯示， D＝ 0時為關顯示。注意關顯示僅是畫面不出現(xiàn)，而 DDRAM 內(nèi)容不變。這與清屏指令截然不同。 C 光標顯示狀態(tài)位。當 C＝ 1時為光標顯示， C＝ 0 時為光標消失。光標為底線形式（ 5 1點陣），出現(xiàn)在第八行或第十一行上。光標的位置由地址指針計數(shù)器 AC確定，并隨其變動 而移動。當 AC 值超出了畫面的顯示范圍，光標將隨之消失。 B 閃爍顯示狀態(tài)位。當 B＝ l時為閃爍啟用， B＝ 0 時為閃爍禁止。閃爍是指一個字符位交替進行正常顯示態(tài)和全亮顯示態(tài)，閃爍頻率在控制器工作頻率為 250kHz時為 。閃爍位置同光標一 樣受地址指針計數(shù)器 AC 的控制。閃爍出現(xiàn)在有字符天津 職業(yè)技術師范大學 2020屆本科生畢業(yè)設計 10 或光標顯示的字符位時，正常顯示態(tài)為當前字符或光標的顯示；全亮顯示態(tài)為該字符位所有點全顯示。若出現(xiàn)在無字符或光標顯示的字符位時，正常顯示態(tài)為無顯示，全亮顯示態(tài)為該字符位所有點全顯示。這種閃爍方式可以設計成塊光標，如同計算機CRT上塊狀光標閃爍提示符的效果。 5).光標或畫面滾動（ Cursor Or Picture Shift） 格式 0 0 0 1 S/C R/L 0 0 執(zhí)行該指令將產(chǎn)生畫面或光標向左或向右滾動一個字符位。如果定時間隔地執(zhí)行該指令將產(chǎn)生畫面或光標的平滑滾動。畫面的滾動是在一行內(nèi)連續(xù)循環(huán)進行的，也就是說一行的第一單元與最后一個單元連接起來，形成了閉環(huán)式的滾動 [15]。當未開光標顯示時，執(zhí)行畫面滾動指令時不修改地址指針計數(shù)器 AC值；有光標顯示時，由于執(zhí)行任意一條滾動指令時都將使光標產(chǎn)生位移，所 以地址指針計數(shù)器 AC都需要被修改。光標的滾動是在 DDRAM 內(nèi)全程進行的，它不分是一行顯示還是兩行顯示。如果用光標的指針 —— 地址指針計數(shù)器 AC加一和減一功能來解釋，就能理解光標從第 1顯示位左移至第 80顯示位，或從第 80顯示位右移至第 1顯示位原理了。光標的滾動功能可以用于搜尋需要修改的顯示字符。 該指令有兩個參數(shù)位： ／ C滾動對象的選擇 S／ C＝ l 畫面滾動 S／ C＝ 0 光標滾動 ／ L滾動方向的選擇 R／ L＝ l 向右滾動 R／ L＝ 0 向左滾動 該指令與輸入方式設置指令都可以產(chǎn)生光標或畫面的滾動，區(qū)別在于 該指令專用于滾動功能，執(zhí)行一次，顯示呈現(xiàn)一次滾動效果；而輸入方式設置指令僅是完成了一種字符輸入方式的設置，僅在計算機對 DDRAM 等進行操作時才能產(chǎn)生滾動的效果。 6).工作方式設置（ Function Set） 格式 0 0 1 DL N F 0 0 該指令設置了控制器的工作方式，包括有控制器與計算機的接口形式和控制器顯示驅(qū)動的占空比系數(shù)等。該指令有三個參數(shù) DL， N和 F．它們的作用是： DL 設置控制器與計算機的接口形式。接口形式體現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線長度上。 DL＝ 1設置數(shù)據(jù)總線為 8位長度，即 DB7～ DBO 有效。 DL＝ 0設置數(shù)據(jù)總線為 4位長度，即 DB7～ DB4 有效。在該方式下 8位指令代碼和數(shù)據(jù)將按先高 4位后低 4位的順序分兩次傳輸。 N設置顯示的字符行數(shù)。 天津 職業(yè)技術師范大學 2020屆本科生畢業(yè)設計 11 N＝ 0為一行字符行。 N＝ 1為兩行字符行。 F設置顯示字符的字體。 F＝ 0為 5 7 點陣字符體。 F＝ 1為 5 10 點陣字符體。 該指令可以說是字符型液晶顯示控制器的初始化設置指令，也是唯一的軟件復位指令。 HD44780U 雖然具有復位電路，但為了可靠的工作， HD44780U 要求計算機在征作 HD44780U 時首先對其進行軟件復位 。也就是說在控制字符型液晶顯示模塊工作時首先要進行的軟件復位 [16]。 7). CGRAM 地址設置（ Set CGRAM Address） 格式 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 該指令將 6位的 CGRAM 地址寫入地址指針計數(shù)器 AC 內(nèi)，隨后計算機對數(shù)據(jù)的操作是對 CGRAM 的讀／寫操作。 8).DDRAM 地址設置（ Set DDRAM Address） 格式 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 該指令將 7位的 DDRAM 地址寫入地址指針計數(shù)器 AC 內(nèi)，隨后計算機對 數(shù)據(jù)的操作是對 DDRAM 的讀／寫操作。 9).讀“忙”標志和地址指針值（ Read Busy Flag and Address） 格式 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 計算機對指令寄存器通道讀操作（ RS＝ 0， R／ W＝ l）時，將讀出此格式的“忙”標志 BF值和 7位地址指針計數(shù)器 AC的當前值。計算機隨時都可以對 HD44780U讀“忙”操作。 BP 值反映 HD4478OU 的接口狀態(tài)。計算機在對 HD44780U 每次操作時首先都要讀 BF 值判斷 HD44780U 的當前接口狀態(tài)，僅有 在 BF＝ 01 時計算機才可以向 HD44780U寫指令代碼或顯示數(shù)據(jù)和從 HD44780U 讀出顯示數(shù)據(jù)。 計算機讀出的地址指針計數(shù)器 AC 當前值可能是 DDRAM 地址也可能是 CGRAM 的地址，這取決于最近一次計算機向 AC 寫入的是哪類地址 [17]。 10).寫數(shù)據(jù)（ Write Data to CG or DD RAM） 計算機向數(shù)據(jù)寄存器通道寫入數(shù)據(jù)， HD44780U根據(jù)當前地址指針計數(shù)器 AC 值的屬性及數(shù)值將該數(shù)據(jù)送入相應的存儲器內(nèi)的 AC 所指的單元里。如果 AC 值為 DDRAM地址指針，則認為寫人的數(shù)據(jù)為字符代碼并進 入 DDRAM 內(nèi) AC 所指的單元里；如果 AC值為 CGRAM 的地址指針，則認為寫入的數(shù)據(jù)是自定義字符的字模數(shù)據(jù)并送入 CGRAM內(nèi) AC 所指的單元里 [18]。所以計算機在寫數(shù)據(jù)操作之前要先設置地址指針或人為的確認地址指針的屬性及數(shù)值。在寫人數(shù)據(jù)后地址指針計數(shù)器 AC 將根據(jù)最近設置的輸入方式自動修改。 天津 職業(yè)技術師范大學 2020屆本科生畢業(yè)設計 12 由此可知，計算機在寫數(shù)據(jù)操作之前要作兩項工作，其一是設置或確認地址計數(shù)器 AC 值的屬性及數(shù)值，以保證所寫數(shù)據(jù)能夠正確到位；其二是設置或確認輸入方式，以保證連續(xù)寫入數(shù)據(jù)時 AC值的修改方式符合要求。 11).讀數(shù)據(jù)（ Read Data from CG or DD RAM） 在 HD44780U 的內(nèi)部運行時序的操作下，地址指針計數(shù)器 AC的每一次修改，包括新的 AC值的寫入，光標滾動位移所引起的 AC值的修改或由計算機讀寫數(shù)據(jù)操作后所產(chǎn)生的 AC 值的修改， HD44780U 都會把當前 AC 所指單元的內(nèi)容送到接口部數(shù)據(jù)輸出寄存器內(nèi)，供計算機讀取 [19]。如果 AC 值為 DDRAM 地址指針，則認為接口部數(shù)據(jù)輸出寄存器的數(shù)據(jù)為 DDRAM 內(nèi) AC 所指單元的字符代碼；如果 AC值為 CGRAM 的地址指針，則認為數(shù)據(jù)輸出寄存器的數(shù)據(jù)是 CGRAM 內(nèi) AC所指單元的自 定義字符的字模數(shù)據(jù)。 計算機的讀數(shù)據(jù)是從數(shù)據(jù)寄存器通道中數(shù)據(jù)輸出寄存器讀取當前所存放的數(shù)據(jù)。所以計算機在首次讀數(shù)據(jù)操作之前需要重新設置一次地址指針 AC 值，或用光標滾動指令將地址指針計數(shù)器 AC 值修改到所需的地址上，然后進行的讀數(shù)據(jù)操作將能獲得所需的數(shù)據(jù)。在讀取數(shù)據(jù)后地址指針計數(shù)器 AC將根據(jù)最近設置的輸入方式自動修改。 由此可知，計算機在讀數(shù)據(jù)操作之前要作兩項工作，其一是設立或確認地址計數(shù)器 AC 值的屬性及數(shù)值，以保證所讀數(shù)據(jù)的正確性 。 系統(tǒng)功能電路 最小工作系統(tǒng)原理 圖 34 最小系統(tǒng)原理圖 天津 職業(yè)技術師范大學 2020屆本科生畢業(yè)設計 13 此圖是單片機 工作的最小系統(tǒng)原理圖，在這個電路中又 可以分為復位電路和晶振電路，如圖 34和圖 35所示： 圖 35復位電路 復位電路可以分為上電復位和手動按鍵復位