【8051】LCD1602驱动详解

一、认识 LCD 1602

LCD1602液晶显示器是广泛使用的一种字符型液晶显示模块。它是由字符型液晶显示屏（LCD）、控制驱动主电路HD44780及其扩展驱动电路HD44100，以及少量电阻、电容元件和结构件等装配在PCB板上而组成。不同厂家生产的LCD1602芯片可能有所不同，但使用方法都是一样的。为了降低成本，绝大多数制造商都直接将裸片做到板子上。它能显示 2 行字符信息，每行又能显示 16个字符。它是一种专门用来显示字母、数字、符号的点阵型液晶模块。它是由若干个 5x7 或者 5x10 的点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以用显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此，所以它不能很好的显示图片。

硬件组成如下：

1. 液晶显示屏：包含16列和2行共32个字符的点阵，每个字符由5x8个像素点组成。
2. 控制电路：这部分负责处理显示相关的命令和数据，包括但不限于使能信号（E）、读写信号（RW）和数据/命令选择信号（RS）。这些信号通过数据总线进行通信。
3. 其他组件：可能还包括一些辅助电路，如背光灯供电端（第15引脚）和背光灯地端（第16引脚），以及可能的扩展接口和其他功能引脚。

本文的目标有如下3点：

1. 了解LCD1602工作原理
2. 实现1个字符的显示
3. 实现字符串自动换行显示，用于后续开发日志输出

二、内部芯片及显示原理

（1）HD44780液晶芯片

LCD1602通常会内置HD44780液晶芯片，我们先抛开引脚定义，一起来看下芯片的内部结构，有助于后续开发。
内部存储区域分为3部分，分别为：DDRAM、CGROM、CGRAM

• DDRAM
  用于屏幕显示数据内存，可以使用程序动态控制显示什么字符，以及字符显示位置 。
  这片内存区支持保存80byte的数据，1个字符1byte，大家都知道汉字1个字占用2byte，它是不支持汉字显示的，总共可存2排x40个=80个字符。
• CGROM
  通过名字带有ROM可知，这块内存区域是readonly的，它预置了192个常用字符，分别包括：26个英文大小写、数字、标点、日文、希腊文。
• CGRAM
  支持开发者自定义8个字符存储。

（2）DDRAM显示地址

LCD1602的显示区域是2行x16个字符，共32个字符，而DDRAM存储区是2行x40个字符，共80个字符，那么在编码时，如果每行超出16个字符的部分是不会显示的。
第1行显示地址：0x00 ~ 0x27
第2行显示地址：0x40 ~ 0x67
可以看到第二行相比第一行地址向后偏移了0x40，这一点在编码时可以利用这个规则。

（3）字符显示原理

放大LCD屏幕可以看到1个字符区域是由5X7个方块组成的，控制小方块的显示就可以实现不同字符的显示。
上图A的显示就是通过设置小方块的显示实现的，1显示黑色、0则不显示。
以上的显示数据最终将保存在CGROM中，最终汇聚为一张2维表，用于编码调用。

（4）CGROM字模对照表

根据对照表可以看到字符A由0100和0001组成，转换成16进制就是41H。
在编码时，我们可以通过对照表找到需要的字符进行显示。
其实，在编译器内部已经预置了转码功能，可以直接编写A来显示。

三、电路及工作原理

8051与LCD1602引脚连接关系及定义如下：

<

8051引脚号	8051引脚名	LCD1602引脚号	LCD1602引脚名	电平	输入/输出	说明
/	/	1	GND	/	/	电源地
/	/	2	VCC	/	/	电源（+5V）
/	/	3	VO	/	/	调整屏幕对比亮度，可用螺丝刀旋转
27	P26	4	RS	0/1	输入	0=输入指令 1=输入数据
26	P25	5	RW	0/1	输入	0=向LCD写入指令或数据 1=从LCD读取信息
28	P27	6	EN	1,1 —> 0	输入	0=向LCD写入指令或数据 1=从LCD读取信息
39	P00	7	DB0	0/1	输入/输出	数据总线line0（最低位）
38	P01	8	DB1	0/1	输入/输出	数据总线line1
37	P02	9	DB2	0/1	输入/输出