51单片机_LCD1602液晶显示

原创 于 2026-01-08 19:49:01 发布 · 517 阅读 · 11 ·
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#51单片机 #网络 #嵌入式硬件

51单片机_LCD1602液晶显示

仿真电路图：

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一、 LCD1602 简介

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image-20260108164014687

普中开发板原理图：

image-20260108164635212

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DDRAM（显示数据RAM）地址映射

LCD1602内部有80字节的DDRAM，但只有前32字节对应到实际显示位置：

行号物理位置DDRAM地址（十六进制）实际显示地址（写入命令）说明
第1行1-16字符0x00 - 0x0F0x80 + 列号 (0x80-0x8F)标准显示区域
第1行17-40字符0x10 - 0x270x90 - 0xA7不显示，但可用于滚动
第2行1-16字符0x40 - 0x4F0xC0 + 列号 (0xC0-0xCF)标准显示区域
第2行17-40字符0x50 - 0x670xD0 - 0xE7不显示，但可用于滚动

实际使用的显示地址表格

第一行显示地址（从0开始计数）：

列位置实际地址命令值备注
第1列0x000x80第一行起始
第2列0x010x81
第3列0x020x82
第4列0x030x83
第5列0x040x84
第6列0x050x85
第7列0x060x86
第8列0x070x87
第9列0x080x88
第10列0x090x89
第11列0x0A0x8A
第12列0x0B0x8B
第13列0x0C0x8C
第14列0x0D0x8D
第15列0x0E0x8E
第16列0x0F0x8F第一行末尾

第二行显示地址（从0开始计数）：

列位置实际地址命令值备注
第1列0x400xC0第二行起始
第2列0x410xC1
第3列0x420xC2
第4列0x430xC3
第5列0x440xC4
第6列0x450xC5
第7列0x460xC6
第8列0x470xC7
第9列0x480xC8
第10列0x490xC9
第11列0x4A0xCA
第12列0x4B0xCB
第13列0x4C0xCC
第14列0x4D0xCD
第15列0x4E0xCE
第16列0x4F0xCF第二行末尾

地址确定原理

为什么地址是0x80+列号？

LCD1602的指令集中规定：

  • 设置DDRAM地址的命令格式：1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
  • 二进制：1xxxxxxx，所以最高位始终为1
  • 十六进制：0x8x（第一行）或0xCx（第二行）

地址相关的重要指令

指令二进制十六进制功能说明
清屏0000 00010x01清除显示，地址归0
归位0000 00100x02地址归0，显示回原位
进入模式0000 01100x06地址自动递增，显示不移
显示开关0000 11000x0C显示开，光标关，闪烁关
功能设置0011 10000x388位数据，2行显示，5×8点阵
地址设置1xxx xxxx0x8x或0xCx设置DDRAM地址

指令集（11条指令）：

表1这里是引用

（1）指令1：清屏。指令码01H，光标复位到地址00H。

（2）指令2：光标复位。光标复位到地址00H。

（3）指令3：输入方式设置。
其中，I/D表示光标的移动方向，高电平右移，低电平左移；S表示显示屏上所有文字是否左移或右移，高电平表示有效，低电平表示无效。

（4）指令4：显示开关控制。
其中，D用于控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示；C用于控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标；B用于控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。

（5）指令5：光标或字符移位控制。
其中，S/C表示在高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。

（6）指令6：功能设置命令。
其中，DL表示在高电平时为4位总线，低电平时为8位总线；N表示在低电平时为单行显示，高电平时双行显示；F表示在低电平时显示5×7的点阵字符，高电平时显示5×10的点阵字符。

（7）指令7：字符发生器RAM地址设置。

（8）指令8：DDRAM地址设置。

（9）指令9：读忙信号和光标地址。
其中，BF为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或数据，如果为低电平则表示不忙。

（10）指令10：写数据。

（11）指令11：读数据。

常用指令：

0x80+0xdd：dd为地址，这条命令用于设置显示起点坐标

0x0c ：开显示，无光标，光标不闪烁 。一般做带键盘输入的才加入光标，如计算器。常用的计量显示不显示光标。

0x06 ：写一个数据，地址指针加1，由1602地址表可以看出，实际上就是设置成从左往右写数据而已。

0x38 ： 设置显示模式，16x2显示 5x7点阵，8位数据接口。端口不够用时，这个命令也可以换用4位数据接口的。

0x01 ：清屏。

表2在这里插入图片描述

二、显示原理

在这里插入图片描述

如上图，每个字符由 5X8 点阵组成（也可选用 5X10），想要实现显示，只需如下图：

例：以 5X7 点阵为例， 显示字符 A

0 代表灭，1 代表亮
只需将想要显示的字符的对应位置1，就能显示该字符
在这里插入图片描述

LCD1602 固化了字模寄存器，即 CGROM 和 CGRAM，存储了192个常用字符的字模。

字模库：

该表 行是低四位，列是高四位

想要显示哪个字符，只需查表，换算为十六进制，写入LCD1602即可。
image-20260108165651108

例： 想要显示字符 A

需要向 LCD1602 写入 0x41（0100 0001）

三、显示位置
LCD1602 实际有80个字节的DDRAM，

只不过 LCD1602 只有 16X2 个位置，后面很多位置显示不出来，可以使用 指令5“光标或显示移动指令” 使字符慢慢移动到可见的显示范围内，看到字符的移动效果。

所以LCD1602的实际显示位置是，第一行：00 ~ 0F，第二行：40 ~ 4F
在这里插入图片描述

注意：

如图， 指令8，D7位恒为 1，

在实际向LCD1602传入数据显示地址时，需要 < 地址+0x80 >

例：向LCD1602的第一行第一列写数据，传入的地址应为： （0x00+0x80）
在这里插入图片描述

三、LCD1602 操作

①写操作时序图：

在这里插入图片描述

②读操作时序图：

在这里插入图片描述

③时序时间参数：

img

1、忙检测
为什么需要忙检测？？

单片机和 LCD1602 的工作速度存在差异，单片机速度快，所以单片机向 LCD1602 传数据时，LCD1602 可能正在处理上一次的数据，处在忙状态，为了防止数据丢失或出错，所以单片机就需要等待，待 LCD1602 处理完时在进行下一次数据的传送。

忙检测代码：

由指令9，需判断 BF 的状态

/****************** 忙检测 *********************
LCD_Data 与 0x80 进行或运算，判断 bit7 位状态

若 LCD_Data 的 bit7 位是 0，则 LCD 不忙
若 LCD_Data 的 bit7 位是 1，则 LCD 忙
***********************************************/
void LCD_Check_Busy(){

	uchar temp;

	LCD_Data = 0xff  // 十六进制：1111 1111
	LCD_RS = 0;  // 0 指令
	LCD_RW = 1;	 // 1 读

	do{
		LCD_E = 1;		  // 拉高
		temp = LCD_Data;  // 将 LCD 状态保存在 temp 中，用于判忙
		LCD_E = 0;		  // 负跳变使能 
	}while(temp & 0x80);  // 结果为 1，LCD 忙，继续循环；结果为 0，LCD 不忙，可以进行后面的操作
}

综合练习：

1）二行1列显示数字6

#include <REGX52.H>			// 加载头文件
#include "Delay.h"

sbit RS = P2^6;         // 数据命令选择位声明
sbit RW = P2^5;         // 读写选择位声明
sbit EN = P2^7;         // 使能位声明

#define LCD_DATA P0

void main()
{
    // 初始化LCD（必须）
    Delay(15);          // 等待LCD稳定
    

    // 初始化指令
    RS = 0; RW = 0;
    LCD_DATA = 0x38;    // 8位数据，2行显示，5x8点阵
    EN = 1; Delay(1); EN = 0; Delay(1);
    
    LCD_DATA = 0x0C;    // 显示开，光标关
    EN = 1; Delay(1); EN = 0; Delay(1);
    
    LCD_DATA = 0x06;    // 地址自动+1
    EN = 1; Delay(1); EN = 0; Delay(1);
    
    LCD_DATA = 0x01;    // 清屏
    EN = 1; Delay(1); EN = 0; Delay(2); // 清屏需要更长时间
    
    while(1)
    {
        // 1. 设置显示位置（第二行第一位）
        RS = 0; RW = 0;             // 写指令
        LCD_DATA = 0xC0;            // 第二行第一位的地址
        EN = 1; Delay(1); EN = 0; Delay(1);
        
        // 2. 显示字符'6'
        RS = 1; RW = 0;             // 写数据
        LCD_DATA = '6';             // 字符'6'的ASCII码是0x36
        EN = 1; Delay(1); EN = 0; Delay(1);
        
        Delay(1000);  // 延时1秒，避免太快重复写入
    }
}

2) 模块化编码

main.c

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "Delay.h"

void main()
{
	LCD_Init();								//LCD初始化
	LCD_ShowChar(1,1,'A');					//在1行1列显示字符A
	LCD_ShowString(1,3,"Hello");		    //在1行3列显示字符串Hello
	LCD_ShowNum(1,9,66,2);					//在1行9列显示数字66，长度为2
	LCD_ShowSignedNum(1,12,-88,2);	        //在1行12列显示有符号数字-88，长度为2
	LCD_ShowHexNum(2,1,0xA5,2);			    //在2行1列显示十六进制数字0xA5，长度为2
	LCD_ShowBinNum(2,4,0xA5,8);			    //在2行4列显示二进制数字0xA5，长度为8
	LCD_ShowChar(2,13,0xDF);			 	//在2行13列显示编码为0xDF的字符
	LCD_ShowChar(2,14,'C');					//在2行14列显示字符C
	while(1)
	{
	}
}

LCD1602.c

#include <REGX52.H>

//引脚定义
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_E=P2^7;
#define LCD_DataPort P0

/**
  * @brief  LCD1602延时函数，12MHz调用可延时1ms
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void LCD_Delay()		//@12.000MHz 1ms
{
	unsigned char i, j;

	i = 2;
	j = 239;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
}

/**
  * @brief  LCD1602写命令
  * @param  Command 要写入的命令
  * @retval 无
  */
void LCD_WriteCommand(unsigned char Command)
{
	LCD_RS=0;
	LCD_RW=0;
	LCD_DataPort=Command;
	LCD_E=1;
	LCD_Delay();
	LCD_E=0;
	LCD_Delay();
}

/**
  * @brief  LCD1602写数据
  * @param  Data 要写入的数据
  * @retval 无
  */
void LCD_WriteData(unsigned char Data)
{
	LCD_RS=1;
	LCD_RW=0;
	LCD_DataPort=Data;
	LCD_E=1;
	LCD_Delay();
	LCD_E=0;
	LCD_Delay();
}

/**
  * @brief  LCD1602初始化函数
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void LCD_Init(void)
{
	LCD_WriteCommand(0x38);
	LCD_WriteCommand(0x0C);
	LCD_WriteCommand(0x06);
	LCD_WriteCommand(0x01);
}

/**
  * @brief  LCD1602设置光标位置
  * @param  Line 行位置，范围：1~2
  * @param  Column 列位置，范围：1~16
  * @retval 无
  */
void LCD_SetCursor(unsigned char Line,unsigned char Column)
{
	if(Line==1)
	{
		LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1));
	}
	else
	{
		LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1)+0x40);
	}
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置上显示一个字符
  * @param  Line 行位置，范围：1~2
  * @param  Column 列位置，范围：1~16
  * @param  Char 要显示的字符
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned char Char)
{
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	LCD_WriteData(Char);
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置开始显示所给字符串
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~2
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  String 要显示的字符串
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned char *String)
{
	unsigned char i;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	for(i=0;String[i]!='\0';i++)
	{
		LCD_WriteData(String[i]);
	}
}

/**
  * @brief  返回值=X的Y次方
  */
int LCD_Pow(int X,int Y)
{
	unsigned char i;
	int Result=1;
	for(i=0;i<Y;i++)
	{
		Result*=X;
	}
	return Result;
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置开始显示所给数字
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~2
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：0~65535
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~5
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
	unsigned char i;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	for(i=Length;i>0;i--)
	{
		LCD_WriteData('0'+Number/LCD_Pow(10,i-1)%10);
	}
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置开始以有符号十进制显示所给数字
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~2
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：-32768~32767
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~5
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length)
{
	unsigned char i;
	unsigned int Number1;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	if(Number>=0)
	{
		LCD_WriteData('+');
		Number1=Number;
	}
	else
	{
		LCD_WriteData('-');
		Number1=-Number;
	}
	for(i=Length;i>0;i--)
	{
		LCD_WriteData('0'+Number1/LCD_Pow(10,i-1)%10);
	}
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置开始以十六进制显示所给数字
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~2
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFF
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~4
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
	unsigned char i;
	unsigned char SingleNumber;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	for(i=Length;i>0;i--)
	{
		SingleNumber=Number/LCD_Pow(16,i-1)%16;
		if(SingleNumber<10)
		{
			LCD_WriteData('0'+SingleNumber);
		}
		else
		{
			LCD_WriteData('A'+SingleNumber-10);
		}
	}
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置开始以二进制显示所给数字
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~2
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：0~1111 1111 1111 1111
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~16
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
	unsigned char i;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	for(i=Length;i>0;i--)
	{
		LCD_WriteData('0'+Number/LCD_Pow(2,i-1)%2);
	}
}

LCD1602.h

#ifndef __LCD1602_H__
#define __LCD1602_H__

void LCD_Init(void);
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned char Char);
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned char *String);
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);

#endif

Delay.c


void Delay(unsigned int xms)
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

Delay.h

#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__

void Delay(unsigned int xms);

#endif

image-20260108192008266

3）实现正计时显示

只需要修改 main.c ，其余部分同上

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "Delay.h"

unsigned int hour = 0;
unsigned int minute = 0;
unsigned int second = 0;

/**
 * 更新时间函数
 */
void UpdateTime()
{
    second++;
    
    if(second >= 60)
    {
        second = 0;
        minute++;
    }
    
    if(minute >= 60)
    {
        minute = 0;
        hour++;
    }
    
    if(hour >= 24)
    {
        hour = 0;
    }
}

/**
 * 主函数
 */
void main()
{
    // LCD初始化
    LCD_Init();
    
    // 显示初始界面
	LCD_ShowString(1, 1, "F_timing:");
    
    while(1)
    {
		// 显示小时
		LCD_ShowNum(2, 1, hour, 2);
		// 显示分钟
		LCD_ShowNum(2, 4, minute, 2);
        // 显示秒数
        LCD_ShowNum(2, 7, second, 2);
			
		// 显示冒号
	    LCD_ShowChar(2, 3, ':'); 
        LCD_ShowChar(2, 6, ':'); 
			
        // 延时1秒
        Delay(1000);
        
        // 更新时间
        UpdateTime();
    }
}

image-20260108194620147

附加内容：

img

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07-31 5687
while(1);/*等待液晶准备好 */do{//读取状态字//bit7等于1表示液晶正忙，重复检测直到等于0为止/*向LCD1602液晶写入一字节命令，cmd为待写入的命令值 *///高脉冲//高脉冲/*向LCD1602液晶写入一字节数据，dat为待写入数据 *//* 设置显示RAM起始地址，亦即光标位置，（x,y）为对应屏幕上的字符坐标*/if(y == 0)else。
带你了解51单片机LCD1602液晶显示屏模块
2501_91709575的博客
05-27 1517
本章带你了解51单片机中的LCD液晶屏模块
精选资源
超声波测距LC1602显示_lcd1602显示距离_51单片机_51单片机测距_
10-04
在本项目中，我们探讨了如何使用51单片机，特别是STC89C52RC型号，来实现超声波测距并将结果显示在LCD1602屏幕上。超声波测距是一种常见的距离测量技术，它利用超声波的发射与接收时间差来计算目标的距离。51单片机...
实验22：LCD1602液晶.rar_51单片机_lcd1602
09-20
6. 字符显示：51单片机需要将要显示的ASCII码或自定义字符编码通过数据线传送到LCD1602，液晶屏会根据接收到的代码显示对应的字符。 在实验22中，你将学习如何编写这些子程序，如初始化函数、写命令函数、写数据...
精选资源
51单片机LCD1602液晶屏驱动代码.rar_51单片机LCD1602液晶屏驱动代码_lcd1602 51_they4qi_v
09-24
这个"51单片机LCD1602液晶屏驱动代码.rar"压缩包提供了针对51单片机的LCD1602屏幕的驱动程序，帮助开发者快速实现文字显示功能。 LCD1602液晶屏，全称为16字符x2行液晶显示器，其名称中的“1602”代表它可以显示16...
chengxu.zip_51单片机_LCD 1602
09-23
总结来说，这个压缩包提供的内容是一个关于51单片机（具体型号为STC89C52）驱动LCD1602显示器的实例，涵盖了单片机编程基础、LCD1602显示技术以及硬件接口设计等多个方面的知识。通过学习和实践这个项目，可以加深对...
实验22：LCD1602液晶_lcd1602_51单片机lcd1602显示_
09-29
标签“lcd1602”和“51单片机lcd1602显示”强调了实验的核心技术点。通过这个实验，你可以深入理解单片机控制硬件的原理，以及C51编程中硬件接口的使用技巧。在实际应用中，LCD1602可以用于监控系统状态、显示测量...
【时钟周期 vs 指令】为什么51单片机需要12个时钟周期？
最新发布
深耕CV
01-08 444
《单片机时钟周期与指令执行机制详解》 本文深入解析了单片机中时钟周期、机器周期和指令周期的关系。12MHz晶振下，51单片机将12个时钟周期(83ns/个)组成1个机器周期(1μs)，用于完成取指、译码、执行等基本操作。不同指令需要1-4个机器周期，这种12分频设计源于历史技术限制。文章通过具体指令案例展示了时钟分配，对比了现代单片机的改进(如1分频和流水线技术)，并提供了程序运行时间的计算方法。最后指出从51到ARM架构的思维转变，强调理解时序对精确编程的重要性。文中包含实用实验建议，帮助读者直观验证理论
Modbus协议原理与代码实现详解（含51单片机实现）
wu_jing_sheng0的专栏
01-04 709
Modbus是一种串行通信协议，由Modicon公司（现施耐德电气）于1979年发布，广泛应用于工业自动化领域。它具有开放、简单、可靠的特点，成为工业电子设备之间最常用的连接方式。c/* modbus_data.c - Modbus数据区实现 *//* Modbus数据区 *//* 线圈 *//* 离散输入 *//* 保持寄存器 *//* 输入寄存器 *//* 初始化Modbus数据区 *//* 初始化线圈为0 */for (i = 0;i++) {
Nmap 完整教学与 Linux 指令详解
2401_84359179的博客
01-03 1737
总结：Nmap 是网络安全领域的"瑞士军刀"，掌握 `-sS`、`-sV`、`-O`、`-A`、`-p`、`-T`、 `--script` 这 7 大核心参数，即可应对 90% 的扫描场景。1.权限 ：SYN 扫描 (`-sS`)、OS 检测 (`-O`)、UDP 扫描 (`-sU`) 需要 root 权限。3. 防火墙：现代 IDS/IPS 能检测 Nmap 扫描特征，需配合 `-T2`、`-f`、`-D` 等规避。初学者 ：从 `-sT`、`-sV`、`-p` 开始，逐步学习高级选项。
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