【文章內(nèi)容簡介】 字符塊是一個(gè)字符位，每一位都可以顯示一個(gè)字符，字符位之間空有一個(gè)點(diǎn)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(dòng)的 IC芯片 [13]。這兩種因素確定了這類模塊的應(yīng)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(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 字符型液晶顯示驅(qū)動(dòng)控制器廣 泛應(yīng)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(dòng)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(dòng)控制器單片控制的字符型液晶顯示模塊。液晶顯示驅(qū)動(dòng)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(hào)定義都是兼容的。所以會(huì)使用一種字符型液晶顯示模塊，就會(huì)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(gè) 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(hào) 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(shè)置 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 顯示狀態(tài)設(shè)置 0 0 0 0 0 0 1 D C B 光標(biāo)畫面滾動(dòng) 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 工作方式設(shè)置 0 0 0 0 1 DL N F * * CGRAM地址設(shè)置 0 0 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 DDRAM地址設(shè)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(xì)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(gè)單元內(nèi)； 將地址指針計(jì)數(shù)器 AC清零，光標(biāo)或閃爍歸 home 位； 設(shè)置輸入方式參數(shù) I／ D=1，即地址指針 AC 為自動(dòng)加一輸入方式。 天津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 該指令多用于上電時(shí)或更新全屏顯示內(nèi)容時(shí)。在使用該指令之前要確認(rèn) DDRAM的當(dāng)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(jì)數(shù)器 AC 清零。執(zhí)行該指令的效果有；將光標(biāo)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?yàn)楣鈽?biāo)和閃爍位都是以地址指針計(jì)數(shù)器 AC當(dāng)前值定位的。如果畫面已滾動(dòng)，則撤消滾動(dòng)效果，將畫面拉回到 home 位 [14]。 3).輸入方式設(shè)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(shè)置了顯示字符的輸入方式，即在計(jì)算機(jī)讀／寫 DDRAM 或CGRAM 后，地址指針計(jì)數(shù)器 AC 的修改方式，反映在顯示效果上，當(dāng)寫入一個(gè)字符后畫面或光標(biāo)的移動(dòng)。該指令的兩個(gè)參數(shù)位 1／ D 和 S確定了字 符的輸入方式。 I／ D表示當(dāng)計(jì)算機(jī)讀／寫 DDRAM 或 CGRAM 的數(shù)據(jù)后，地址指針計(jì)數(shù)器 AC 的修改方式，由于光標(biāo)位置也是由 AC值確定，所以也是光標(biāo)移動(dòng)的方式。 I／ D＝ 0 AC 為減 1計(jì)數(shù)器，光標(biāo)左移一個(gè)字符位。 I／ D＝ 1 AC 為加 1計(jì)數(shù)器，光標(biāo)右移一個(gè)字符位。 S 表示在寫入字符時(shí)，是否允許顯示畫面的滾動(dòng)。 S＝ 0禁止?jié)L動(dòng)。 S＝ 1允許滾動(dòng)。 S＝ 1且 I／ D＝ O顯示畫面向右滾動(dòng)一個(gè)字符位。 S＝ 1且 I／ D＝ 1顯示畫面向左滾動(dòng)一個(gè)字符位。 4).顯示狀態(tài)設(shè)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(biāo)及閃爍的開關(guān)。該指令有三個(gè)狀態(tài)位 D、 C、 B，這三個(gè)狀態(tài)位分別控著畫面，光標(biāo)和閃爍的顯示狀態(tài)。 D 畫面顯示狀態(tài)位。當(dāng) D＝ 1時(shí)為開顯示， D＝ 0時(shí)為關(guān)顯示。注意關(guān)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(biāo)顯示狀態(tài)位。當(dāng) C＝ 1時(shí)為光標(biāo)顯示， C＝ 0 時(shí)為光標(biāo)消失。光標(biāo)為底線形式（ 5 1點(diǎn)陣），出現(xiàn)在第八行或第十一行上。光標(biāo)的位置由地址指針計(jì)數(shù)器 AC確定，并隨其變動(dòng) 而移動(dòng)。當(dāng) AC 值超出了畫面的顯示范圍，光標(biāo)將隨之消失。 B 閃爍顯示狀態(tài)位。當(dāng) B＝ l時(shí)為閃爍啟用， B＝ 0 時(shí)為閃爍禁止。閃爍是指一個(gè)字符位交替進(jìn)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(shí)為 。閃爍位置同光標(biāo)一 樣受地址指針計(jì)數(shù)器 AC 的控制。閃爍出現(xiàn)在有字符天津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 或光標(biāo)顯示的字符位時(shí)，正常顯示態(tài)為當(dāng)前字符或光標(biāo)的顯示；全亮顯示態(tài)為該字符位所有點(diǎn)全顯示。若出現(xiàn)在無字符或光標(biāo)顯示的字符位時(shí)，正常顯示態(tài)為無顯示，全亮顯示態(tài)為該字符位所有點(diǎn)全顯示。這種閃爍方式可以設(shè)計(jì)成塊光標(biāo)，如同計(jì)算機(jī)CRT上塊狀光標(biāo)閃爍提示符的效果。 5).光標(biāo)或畫面滾動(dòng)（ 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(biāo)向左或向右滾動(dòng)一個(gè)字符位。如果定時(shí)間隔地執(zhí)行該指令將產(chǎn)生畫面或光標(biāo)的平滑滾動(dòng)。畫面的滾動(dòng)是在一行內(nèi)連續(xù)循環(huán)進(jìn)行的，也就是說一行的第一單元與最后一個(gè)單元連接起來，形成了閉環(huán)式的滾動(dòng) [15]。當(dāng)未開光標(biāo)顯示時(shí)，執(zhí)行畫面滾動(dòng)指令時(shí)不修改地址指針計(jì)數(shù)器 AC值；有光標(biāo)顯示時(shí)，由于執(zhí)行任意一條滾動(dòng)指令時(shí)都將使光標(biāo)產(chǎn)生位移，所 以地址指針計(jì)數(shù)器 AC都需要被修改。光標(biāo)的滾動(dòng)是在 DDRAM 內(nèi)全程進(jìn)行的，它不分是一行顯示還是兩行顯示。如果用光標(biāo)的指針 —— 地址指針計(jì)數(shù)器 AC加一和減一功能來解釋，就能理解光標(biāo)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(biāo)的滾動(dòng)功能可以用于搜尋需要修改的顯示字符。 該指令有兩個(gè)參數(shù)位： ／ C滾動(dòng)對(duì)象的選擇 S／ C＝ l 畫面滾動(dòng) S／ C＝ 0 光標(biāo)滾動(dòng) ／ L滾動(dòng)方向的選擇 R／ L＝ l 向右滾動(dòng) R／ L＝ 0 向左滾動(dòng) 該指令與輸入方式設(shè)置指令都可以產(chǎn)生光標(biāo)或畫面的滾動(dòng)，區(qū)別在于 該指令專用于滾動(dòng)功能，執(zhí)行一次，顯示呈現(xiàn)一次滾動(dòng)效果；而輸入方式設(shè)置指令僅是完成了一種字符輸入方式的設(shè)置，僅在計(jì)算機(jī)對(duì) DDRAM 等進(jìn)行操作時(shí)才能產(chǎn)生滾動(dòng)的效果。 6).工作方式設(shè)置（ Function Set） 格式 0 0 1 DL N F 0 0 該指令設(shè)置了控制器的工作方式，包括有控制器與計(jì)算機(jī)的接口形式和控制器顯示驅(qū)動(dòng)的占空比系數(shù)等。該指令有三個(gè)參數(shù) DL， N和 F．它們的作用是： DL 設(shè)置控制器與計(jì)算機(jī)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(shè)置數(shù)據(jù)總線為 8位長度，即 DB7～ DBO 有效。 DL＝ 0設(shè)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(shè)置顯示的字符行數(shù)。 天津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 N＝ 0為一行字符行。 N＝ 1為兩行字符行。 F設(shè)置顯示字符的字體。 F＝ 0為 5 7 點(diǎn)陣字符體。 F＝ 1為 5 10 點(diǎn)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(shè)置指令，也是唯一的軟件復(fù)位指令。 HD44780U 雖然具有復(fù)位電路，但為了可靠的工作， HD44780U 要求計(jì)算機(jī)在征作 HD44780U 時(shí)首先對(duì)其進(jìn)行軟件復(fù)位 。也就是說在控制字符型液晶顯示模塊工作時(shí)首先要進(jìn)行的軟件復(fù)位 [16]。 7). CGRAM 地址設(shè)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(jì)數(shù)器 AC 內(nèi)，隨后計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的操作是對(duì) CGRAM 的讀／寫操作。 8).DDRAM 地址設(shè)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(jì)數(shù)器 AC 內(nèi)，隨后計(jì)算機(jī)對(duì) 數(shù)據(jù)的操作是對(duì) DDRAM 的讀／寫操作。 9).讀“忙”標(biāo)志和地址指針值（ Read Busy Flag and Address） 格式 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 計(jì)算機(jī)對(duì)指令寄存器通道讀操作（ RS＝ 0， R／ W＝ l）時(shí)，將讀出此格式的“忙”標(biāo)志 BF值和 7位地址指針計(jì)數(shù)器 AC的當(dāng)前值。計(jì)算機(jī)隨時(shí)都可以對(duì) HD44780U讀“忙”操作。 BP 值反映 HD4478OU 的接口狀態(tài)。計(jì)算機(jī)在對(duì) HD44780U 每次操作時(shí)首先都要讀 BF 值判斷 HD44780U 的當(dāng)前接口狀態(tài)，僅有 在 BF＝ 01 時(shí)計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)讀出的地址指針計(jì)數(shù)器 AC 當(dāng)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)向數(shù)據(jù)寄存器通道寫入數(shù)據(jù)， HD44780U根據(jù)當(dāng)前地址指針計(jì)數(shù)器 AC 值的屬性及數(shù)值將該數(shù)據(jù)送入相應(yīng)的存儲(chǔ)器內(nèi)的 AC 所指的單元里。如果 AC 值為 DDRAM地址指針，則認(rèn)為寫人的數(shù)據(jù)為字符代碼并進(jìn) 入 DDRAM 內(nèi) AC 所指的單元里；如果 AC值為 CGRAM 的地址指針，則認(rèn)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(jì)算機(jī)在寫數(shù)據(jù)操作之前要先設(shè)置地址指針或人為的確認(rèn)地址指針的屬性及數(shù)值。在寫人數(shù)據(jù)后地址指針計(jì)數(shù)器 AC 將根據(jù)最近設(shè)置的輸入方式自動(dòng)修改。 天津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 由此可知，計(jì)算機(jī)在寫數(shù)據(jù)操作之前要作兩項(xiàng)工作，其一是設(shè)置或確認(rèn)地址計(jì)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(shè)置或確認(rèn)輸入方式，以保證連續(xù)寫入數(shù)據(jù)時(shí) 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(yùn)行時(shí)序的操作下，地址指針計(jì)數(shù)器 AC的每一次修改，包括新的 AC值的寫入，光標(biāo)滾動(dòng)位移所引起的 AC值的修改或由計(jì)算機(jī)讀寫數(shù)據(jù)操作后所產(chǎn)生的 AC 值的修改， HD44780U 都會(huì)把當(dāng)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(jì)算機(jī)讀取 [19]。如果 AC 值為 DDRAM 地址指針，則認(rèn)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(rèn)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(jì)算機(jī)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(dāng)前所存放的數(shù)據(jù)。所以計(jì)算機(jī)在首次讀數(shù)據(jù)操作之前需要重新設(shè)置一次地址指針 AC 值，或用光標(biāo)滾動(dòng)指令將地址指針計(jì)數(shù)器 AC 值修改到所需的地址上，然后進(jìn)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(jì)數(shù)器 AC將根據(jù)最近設(shè)置的輸入方式自動(dòng)修改。 由此可知，計(jì)算機(jī)在讀數(shù)據(jù)操作之前要作兩項(xiàng)工作，其一是設(shè)立或確認(rèn)地址計(jì)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(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 此圖是單片機(jī) 工作的最小系統(tǒng)原理圖，在這個(gè)電路中又 可以分為復(fù)位電路和晶振電路，如圖 34和圖 35所示： 圖 35復(fù)位電路 復(fù)位電路可以分為上電復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位