LCD1602液晶显示模块的单片机驱动深入详解之软件篇(AVR)

LCD1602液晶显示模块的驱动虽然比七段数码管之类的显示要复杂一些，但实际上也并不是很难，最主要的还是初始化，为什么这么说呢？我们在调试一块新液晶屏的时候，都会先初始化看看有没有光标在闪，没有光标前是一番努力（PROTEUS上也是这么做的），光标出来之后就相对很容易了，因为光标出来了，至少说明硬件连接是没有问题的，模块也已经成功接收到了指令，后面就是啃数据手册、改程序、烧录程序观察显示的循环了。

那初始化的流程是怎么样的呢？我们还是看看HD44780的数据手册吧，如下图所示：

可以看到，初始化的主要步骤如下：

（1）上电：这特么也算是一个步骤么？是的！如果你用的是其它液晶模块，比如LCD12864，会发现有一个复位引脚，LCD1602是没有复位引脚的，HD44780本身已经有内部复位逻辑。上电后复位其实会做很多事情的，主要如下：

a. 清除屏幕数据

b.设置8位并行通讯方式，1行显示，5X8点阵显示

c.显示关，关标关，光标闪烁关

d.地址自动加1，没有屏移

从复位所做的事情来看，初始化该做的都已经做了，要看到光标只需要两条指令：打开显示，再开启光标显示即可。但是为了充分保证初始化的成功率（有可能LCD1602由于外部电气特性条件没达到而没有成功初始化），一般还是会用指令显式重新进行初始化（况且有些时候默认的初始化可能还达不到我们的要求），后面的几条语句其实就是重复上电后做的那些事，我们看看

（2）功能设置（Function Set ）：其实就是b点

（3）显示打开/关闭（Display On/Off Control）：其实就是c.1（打开显示）

（4）进入模式设置（Entry Mode set）：其实就是d

（5）前面就是初始化，后面就是写显示数据了

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

下面是Atmega AVR驱动LCD1602液晶显示模块代码，第一行显示“LCD1602 DEMO”，第二行显示“--CNBLOGS--”，这里没有读状态指令的使用，实际使用时，在写指令或数据时加一些延时即可

注意：分了三个文件，main.c是入口，lcd1602.h与lcd1602.c是具体的一些读写函数

/*******************************************************************************
* 文件名: main.c
* 功能描述: LCD1602显示屏驱动
*******************************************************************************/

#include <iom128v.h>
#include <macros.h>
#include "lcd1602.h"
/*******************************************************************************
* 函数名称: void port_init(void)
* 功能描述: LCD1602显示屏的IO口类型设置
*******************************************************************************/
void port_init(void)
{
    //以下为LCD1602相关接口引脚，客户可根据需要进行引脚更改

DDRA |= BIT(6)|BIT(7); //PA6->RS,PA7->RW

PORTA |= (BIT(6));
    PORTA |=(BIT(7));
    DDRC =0XFF; //PC->(D0-D7)
    PORTC=0X00;
    DDRG |= BIT(2); //PG2->E
    PORTG |= BIT(2);
    //以下与LCD接口无关，不同的平台可无需要关注
    DDRB |= BIT(1);
    PORTB |= BIT(0);
    DDRD =0X00;
    PORTD=0X00;
    DDRE =0X00;
    PORTE=0X00;
    DDRF =0X00;
    PORTF=0X00;
}
/*******************************************************************************
* 函数名称: void init_devices(void)
* 功能描述: 单片机系统初始化设置（不同的平台有不同的设置，此函数可不关注）

*******************************************************************************/
void init_devices(void)
{
    //stop errant interrupts until set up
    CLI(); //disable all interrupts
    XDIV = 0x00; //xtal divider
    XMCRA = 0x00; //external memory
    port_init();

MCUCR = 0x00;
    EICRA = 0x00; //extended ext ints
    EICRB = 0x00; //extended ext ints
    EIMSK = 0x00;
    TIMSK = 0x00; //timer interrupt sources
    ETIMSK = 0x00; //extended timer interrupt sources
    SEI(); //re-enable interrupts
    //all peripherals are now initialized
}

//这里是入口
void main(void)
{
    int i=0;
    init_devices();//初始化系统
    LCD_init(); //LCD初始化
    LCD_write_str(0, 0, "--Lcd1602--Demo-");
    LCD_write_str(0, 1, "-----CNBLOGS-----");
    while(1){}
}

///////////////////////以下为lcd1602.c/////////////////////////////////

#include "lcd1602.h"

//us延时函数
void delay_us(uint n) //8*0.125=1us
{
    int i,j;
    for(j=0;j<8;j++)  {
        for (i=0;i<n;i++)  {NOP();}
    }
}

//ms延时函数
void delay_ms(uint i)
{
    while(i--) {
        uint j;
        for(j=1;j<=1332;j++) {}
    }
}
//EN引脚产生一个高电平脉冲，控制LCD写时序
void LCD_en_write(void)
{
    E_ON;//EN_SET;
    delay_us(3);
    E_OFF;//EN_CLR
    delay_us(3);//
}
//写指令函数
void Write_Instruction(uchar command)
{
    RS_OFF;//RS_CLR;
    RW_OFF;//RW_CLR
    E_ON;//EN_SET;
    PORTC=command;
    LCD_en_write();//写入指令数据
}

//写数据函数
void Write_Data(uchar Wdata)
{
    RS_ON;//RS_SET;
    RW_OFF;//RW_CLR;
    E_ON;//EN_SET;
    PORTC=Wdata;
    LCD_en_write();//写入数据
}
//清屏函数
void LCD_clear(void)
{
    Write_Instruction(0x01);
    delay_ms(20);
}

//字符显示初始地址设置
void LCD_SET_XY(uchar X,uchar Y)
{
    uchar address;
    if(Y==0) {
        address=0x80+X;//Y=0,表示在第一行显示，地址基数为0x80
    } else {
        address=0xc0+X;//Y非0时，表时在第二行显示，地址基数为0XC0
    }
    Write_Instruction(address);//写指令，设置显示初始地址
}

//在第X行Y列开始显示，指针*S所指向的字符串
void LCD_write_str(uchar X,uchar Y,uchar *s)
{
    LCD_SET_XY(X,Y);//设置初始字符显示地址
    while(*s) {//逐次写入显示字符，直到最后一个字符"/0"    
       Write_Data(*s);//写入当前字符并显示
        s++;//地址指针加1，指向下一个待写字符
    }
}

//在第X行Y列开始显示Wdata所对应的单个字符
void LCD_write_char(uchar X,uchar Y,uchar Wdata)
{
    LCD_SET_XY(X,Y);//写地址
    Write_Data(Wdata);//写入当前字符并显示
}
//显示屏初始化函数
void LCD_init(void)
{ //注意：可以与上面的步骤对应起来
    delay_ms(5);//上电延时一段时间，使供电稳定
    Write_Instruction(0x3c); //Function Set
    Write_Instruction(0x01); //清屏，后面的指令无严格顺序
    Write_Instruction(0x06); //写字符，整屏显示不移动
    Write_Instruction(0x0f); //开显示，开光标， 开闪烁
}

////////////////////////////以下为lcd1602.h//////////////////////////////////////////////////////////

#ifndef _LCD1602_H
#define _LCD1602_H

#include "iom128v.h"
#include "macros.h"

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

#define RS_ON PORTA |= BIT(6);//RS置1
#define RS_OFF PORTA &= ~BIT(6);//RS置0

#define RW_ON PORTA |= BIT(7);//RW置1
#define RW_OFF PORTA &= ~BIT(7);//RW置0

#define E_ON PORTG |= BIT(2);//E置1
#define E_OFF PORTG &= ~BIT(2);//E置0

void delay_us(uint n);
void delay_ms(uint i);
void Port_init(void);
void LCD_init(void);
void LCD_en_write(void);
void LCD_clear(void);
void Write_Instruction(uchar command);
void Write_Data(uchar Wdata);
void LCD_SET_XY(uchar X,uchar Y);
void LCD_write_str(uchar X,uchar Y,uchar *s);
void LCD_write_char(uchar X,uchar Y,uchar Wdata);

#endif

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

写博文时我手头上暂时没有LCD1602，所以用单片机驱动手头上的虚拟器件模块，在手机上看到的效果如下图所示，与实际LCD1602液晶显示屏效果是一样的：