PROTEUS仿真学习笔记02 （LCD1602 外设）——2014_6_1

背景：
距离笔记01 已经三个多月，期间 精力 暂时离开 了 C51，所以 笔记01 也没有 写后半部分。不过，随着对 STM32 的学习，发现 虽然其功能强大，价格便宜，但是 从 学习资料的种类和数量，以及质量上，都要比 C51 差很多；唯一能匹敌 C51 学习资料的恐怕只有 ARDUINO 了。

总的来说，C51 学习见效快，易上手，适合循序渐进。STM32需要 带有觉悟的学习，否则非常容易半途而废。

之所以回头再来看 C51，是因为 STM32 使用了很多 C51 同样的外设或协议，而这些外设利用 C51 非常好学，利用C51 学会这些外设，再来看 STM32如何控制这些外设，难度降低了很多。

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C51 外设 之 一

液晶显示屏 1602
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背景2

实话，STM32 基本上没有用 1602 的。但之所以把 1602 放在外设 第一位，是因为 1602 要辅助其它大量外设的学习。

学习方法，先例子后理解。先实践后理论。

分离法（模块化），例子很多是综合的，只提取 1602 相关模块，其它部分黑盒子处理。

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例子1： LCD1602 —— 多功能电子钟

仿真原文
https://bbs.elecfans.com/forum.php?mod=viewthread&tid=306588&highlight=%E5%A4%9A%E5%8A%9F%E8%83%BD%E7%94%B5%E5%AD%90%E9%92%9F

仿真下载
https://bbs.elecfans.com/forum.php?mod=attachment&aid=MTEzMjMyfDExMjhjZmQyfDE0MDE2MzIzMjB8MTI4NTE5NHwzMDY1ODg%3D

多功能电子时钟，只截取了 1602 相关部分，按键和 DS18B20 等黑盒子。

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论坛上 很多程序 都是 一大 块，没有 把 外设 写成 单独的 头文件，这个例子比较好，将不同模块 写成 了不同的头文件。

该程序有三个模块头文件
LCD1602.H
DS1302.H
DS18B20.H

只需要学习
LCD1602.H
即可。
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函数实现是否放在头文件中？

LCD1602.H 把 函数实现 也包含在其中，这就引出上面的疑问。

网上找到一个类似的问题，
函数实现代码可以写在头文件中吗？http://zhidao.baidu.com/link?url=H-C7XtZYFAAcA1P-Xyqm4n0mippR7zPsFBr8HN8zKVexuqI3kYdRgcD25rQ8m1Ca3-Q6C2IzVelpVQgZUBNTV_

最佳答案是，
对于小的简单程序来说，完全可以不要cpp，除了main所在的cpp，但是很多情况下cpp是更好的选择或者说是必须的
我举几个例子：
1. 当你的项目很大，如果全部都写到h里，则每次改动和编译都需要全部编译，往往大部分代码不需要重新编译，若写到cpp里编译成库，则改动后可以尽可能少编译
2. 当然， 大的项目需要结构清晰，h里放数据结构以及接口定义而不用管实现，往往有利于阅读和维护，就像别人只需要知道你是做什么的，至于如何做到大可不用关心
3. 有种情况似乎更需要把实现分开，比如两个h定义了两个class，它们都相互引用对方，则至少其中一个会用到非完整类型，即只有声明没有定义的类型，试想编译器在不知道完整类型的情况下是不知道如何生成代码的，所以写到cpp里才可以解决。这个例子有点难懂，但遇到的时候就会明白了

是以C++为例子，但基本上也能说清楚问题。 因为 现在的目标是模块化， 可以用在 大项目 或者 要经常维护，所以 需要把 原作者的 LCD1602.H

改为  LCD1602.H 和 LCD1602.C 两个文件。

很简单的工作，但是还要解决 reg52.h 的问题，这个头文件 没有防止 被互相引用的机制，即 #ifndef xxxxxxxxxxx #endif
所以 把 reg52.h 改成了 AT89X52.H 就可以解决问题了。

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LCD1602.H                                                                      

1. /**********************************************************
   
2.                             LCD1602 DRIVER
   
3.   
   
4.    File Name:       LCD1602.H
   
5. **********************************************************/
   
6. 
   
7. #ifndef LCD_CHAR_1602_2009_6_28
   
8. #define LCD_CHAR_1602_2009_6_28
   
9. 
   
10. #include                          //因为使用了 P2等端口定义，所以需要添加该头文件
    
11. #include
    
12. ***it LcdRs                = P2^0;                //定义端口
    
13. ***it LcdRw                = P2^1;
    
14. ***it LcdEn                 = P2^2;
    
15. sfr  DBPort                = 0x80;                //P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.数据端口
    
16. 
    
17. /********************************************************
    
18. 内部等待函数
    
19. ********************************************************/
    
20. unsigned char LCD_Wait(void);
    
21. 
    
22. /*******************************************************
    
23. 向LCD写入命令或数据
    
24. *******************************************************/
    
25. #define LCD_COMMAND                        0      // Command
    
26. #define LCD_DATA                                1      // Data
    
27. #define LCD_CLEAR_SCREEN               0x01      // 清屏
    
28. #define LCD_HOMING                           0x02      // 光标返回原点
    
29. void LCD_Write(bit style, unsigned char input);
    
30. 
    
31. /*****************************************************
    
32. 设置显示模式
    
33. *****************************************************/
    
34. #define LCD_SHOW                              0x04    //显示开
    
35. #define LCD_HIDE                                0x00    //显示关         
    
36. 
    
37. #define LCD_CURSOR                          0x02         //显示光标
    
38. #define LCD_NO_CURSOR                   0x00    //无光标                     
    
39. 
    
40. #define LCD_FLASH                              0x01    //光标闪动
    
41. #define LCD_NO_FLASH                       0x00    //光标不闪动
    
42. 
    
43. void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode);
    
44. 
    
45. /***************************************************
    
46. 设置输入模式
    
47. ***************************************************/
    
48. #define LCD_AC_UP                              0x02
    
49. #define LCD_AC_DOWN                        0x00      // default
    
50. 
    
51. #define LCD_MOVE                                0x01      // 画面可平移
    
52. #define LCD_NO_MOVE                         0x00      //default
    
53. 
    
54. void LCD_Setinput(unsigned char InputMode);
    
55. 
    
56. /***************************************************
    
57. 初始化LCD
    
58. ***************************************************/
    
59. void LCD_Initial();
    
60. 
    
61. /***********************************************
    
62. 液晶字符输入的位置
    
63. ************************************************/
    
64. void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y);
    
65. 
    
66. /************************************************
    
67. 将字符输出到液晶显示
    
68. ************************************************/
    
69. void Print(unsigned char *str);
    
70. #endif

复制代码

原作者 定义 了很多 指令，例如

#define LCD_COMMAND                        0      // Command
#define LCD_DATA                                1      // Data
#define LCD_CLEAR_SCREEN               0x01      // 清屏
#define LCD_HOMING                           0x02      // 光标返回原点

#define LCD_SHOW                              0x04    //显示开
#define LCD_HIDE                                0x00    //显示关         

#define LCD_CURSOR                          0x02     //显示光标
#define LCD_NO_CURSOR                   0x00    //无光标                     

#define LCD_FLASH                              0x01    //光标闪动
#define LCD_NO_FLASH                       0x00    //光标不闪动

可读性大大加强，非常不错。

*********************************************

LCD1602.C                                                        

1. 
   
2. #include "LCD1602.H"
   
3. 
   
4. /********************************************************
   
5. 内部等待函数
   
6. ********************************************************/
   
7. unsigned char LCD_Wait(void)
   
8. {
   
9.         LcdRs=0;
   
10.         LcdRw=1;        _nop_();
    
11.         LcdEn=1;        _nop_();
    
12.                                                 
    
13.         LcdEn=0;
    
14.         return DBPort;               
    
15. }
    
16. 
    
17. /*******************************************************
    
18. 向LCD写入命令或数据
    
19. *******************************************************/
    
20. void LCD_Write(bit style, unsigned char input)
    
21. {
    
22.         LcdEn=0;
    
23.         LcdRs=style;
    
24.         LcdRw=0;                _nop_();
    
25.         DBPort=input;        _nop_();//注意顺序
    
26.         LcdEn=1;                _nop_();//注意顺序
    
27.         LcdEn=0;                _nop_();
    
28.         LCD_Wait();        
    
29. }
    
30. 
    
31. 
    
32. /*****************************************************
    
33. 设置显示模式
    
34. *****************************************************/
    
35. void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode)
    
36. {
    
37.         LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x08|DisplayMode);        
    
38. }
    
39. 
    
40. /***************************************************
    
41. 设置输入模式
    
42. ***************************************************/
    
43. void LCD_SetInput(unsigned char InputMode)
    
44. {
    
45.         LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x04|InputMode);
    
46. }
    
47. 
    
48. /***************************************************
    
49. 初始化LCD
    
50. ***************************************************/
    
51. void LCD_Initial()
    
52. {
    
53.         LcdEn=0;
    
54.         LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);           //8位数据端口,2行显示,5*7点阵
    
55.         LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);
    
56.         LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR);    //开启显示, 无光标
    
57.         LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN);   //清屏
    
58.         LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE);       //AC递增, 画面不动
    
59. }
    
60. 
    
61. 
    
62. /***********************************************
    
63. 液晶字符输入的位置
    
64. ************************************************/
    
65. void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y)
    
66. {
    
67.         if(y==0)
    
68.                 LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|x);
    
69.         if(y==1)
    
70.                 LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|(x-0x40));
    
71. }
    
72. 
    
73. /************************************************
    
74. 将字符输出到液晶显示
    
75. ************************************************/
    
76. void Print(unsigned char *str)
    
77. {
    
78.         while(*str!='\0')
    
79.         {
    
80.                 LCD_Write(LCD_DATA,*str);
    
81.                 str++;
    
82.         }
    
83. }

复制代码

**************************************

其它模块 保持不变。

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1602 的 接线

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有了例子，虽然只有一个，但是已经可以看一下 1602 的 连线了。

仿真中的连线

对初学者来说，太多端口了。一个一个来看，

首先，是 控制类型的端口，具体功能要配合时序分析。

然后，电源和 对比度调节 类型端口，                  

连线有些乱，看一下动画，

然后，是数据端口，显示内容就是通过该类型端口传递                  

最后，是仿真没有，但是 实物都有的端口，背光                                                      

这样，1602 的连线 基本有个大概理解。

oldbeginner 发表于 2014-6-2 21:06
*****************************
1602 的 接线

*************************
原来命令很多

*************************

因为1602 的例子很多，都是可以直接修改的，用起来还算方便。

但是，仔细看了一下1602 的命令，居然很多，而且稍微有些复杂。

1602 的内部结构， 命令 是和 CG RAM 相关的。

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LCD控制器HD44780内有多个寄存器，通过RS和R/W*引脚共同决定选择哪一个寄存器、进行何种操作，选择情况如表所示：

RS	R/W*	寄存器及操作
0	0	指令寄存器写入
0	1	忙标志和地址计数器读出
1	0	数据寄存器写入
1	1	数据寄存器读出

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指令格式与指令功能                                 
HD44780具有简单而功能较强的指令集，可实现字符移动，闪烁等显示功能。
总共有11条指令，当写入指令代码后，当E脚出现下降沿（电平由高变低）时，HD44780会执行写入的指令。

复习一下 前面的函数，

首先，定义
#define LCD_COMMAND                        0      // Command
#define LCD_DATA                                1      // Data
#define LCD_CLEAR_SCREEN               0x01      // 清屏

初始化时，

• /***************************************************
• 初始化LCD
• ***************************************************/
• void LCD_Initial()
• {
•         LcdEn=0;
•         LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);           //8位数据端口,2行显示,5*7点阵
•         LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);
•         LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR);    //开启显示, 无光标
•         LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN);   //清屏
•         LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE);       //AC递增, 画面不动
• }
  

LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN);   //清屏

即，

LCD_Write(0, 0x01);    //清屏

#define LCD_AC_UP                0x02
#define LCD_AC_DOWN                0x00      // default

#define LCD_MOVE                0x01      // 画面可平移
#define LCD_NO_MOVE                0x00      //default

初始化时 调用了
LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE);       //AC递增, 画面不动

就是

• /***************************************************
• 设置输入模式
• ***************************************************/
• void LCD_SetInput(unsigned char InputMode)
• {
•         LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x04|InputMode);
• }
  

LCD_Write(0, 0x04 | LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE);       //AC递增, 画面不动

#define LCD_SHOW                0x04    //显示开
#define LCD_HIDE                        0x00    //显示关         

#define LCD_CURSOR                0x02         //显示光标
#define LCD_NO_CURSOR        0x00    //无光标                     
#define LCD_FLASH                0x01    //光标闪动
#define LCD_NO_FLASH                0x00    //光标不闪动

初始化时调用了

LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR);    //开启显示, 无光标

• /*****************************************************
• 设置显示模式
• *****************************************************/
• void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode)
• {
•         LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x08|DisplayMode);
• }
  

即

LCD_Write(0, 0x08 | LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR);   //开启显示, 无光标

前 四条指令 使用较多，后面的指令使用较少；

************************************
原来 1602 功能 比 想象的 复杂。

oldbeginner 发表于 2014-6-9 18:04
*************************
原来命令很多

***********************
忙状态 及 PROTEUS 替代方法

***********************

http://zhidao.baidu.com/link?url=P20CmS2BcGuAOzCufi1TCeYfxRjVEbOdnVYBb37NFHjFVRRtQVdEszk_TItKIbNCkoIXKiOPj49XFvCoBkjxHq
为什么proteus仿真中lcd1602一直处于忙状态

在proteus仿真中将检测忙状态的程序换成5ms的延时程序即可,proteus仿真lcd有bug!

复习一下指令 9

就像一开始 说明的 那样，忙检测（读状态）不适合 PROTEUS 仿真，但是实物 测试是需要的。

oldbeginner 发表于 2014-6-10 10:27
***********************
忙状态 及 PROTEUS 替代方法

*************************
怎样在屏幕上显示

*************************

首先，再复习一下结构，

DD RAM 就是 display 显示

使用 DD RAM 比较简单，但是 有点绕，因为 地址的问题，

显示屏 第一行 第一列 的地址 是 0x80，可以显示 16个字符，所以 地址 0x80 ~ 0x8F 都是 可以显示的地址，

而第二行的起始地址 是 0xC0,

简而言之，最简单的显示 ，需要两步操作：
1、使用 写命令 指令，标出 DDRAM 的地址 （即 标出 在显示屏中 的位置）；
2、使用 写数据 指令，写出 DDRAM 要显示的内容。

上面的两步 分别用到了 指令 8 和 指令 10。

复习一下指令8，

第一步，输入位置函数
/***********************************************
液晶字符输入的位置
************************************************/
void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y)
{
    if(y==0)
        LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|x);
    if(y==1)
        LCD_Write(LCD_COMMAND,0xC0|x);
}


然后，就要用到指令10

/************************************************
将字符输出到液晶显示
************************************************/
void Print(unsigned char *str)
{
    while(*str!='')
    {
        LCD_Write(LCD_DATA,*str);
        str++;
    }
}

再调用写数据指令
/*******************************************************
向LCD写入命令或数据
*******************************************************/
void LCD_Write(bit style, unsigned char input)
{
    LcdEn=0;
    LcdRs=style;
    LcdRw=0;        _nop_();
    DBPort=input;    _nop_();//注意顺序
    LcdEn=1;        _nop_();//注意顺序
    LcdEn=0;        _nop_();
    LCD_Wait();   
}

这样，就可以显示内容了。

例如，在 一楼 的例子中，
  GotoXY(12,1);                  //液晶字符显示位置
  Print(TempBuffer);             //显示温度

  GotoXY(0,1);
  Print(CurrentTime.TimeString); //显示时间
  GotoXY(0,0);
  Print(CurrentTime.DateString); //显示日期

就是在 第二行，第13列显示温度
第一行，第1列 显示 日期，
第二行，第1列显示 时间，

oldbeginner 发表于 2014-6-10 12:04
*************************
怎样在屏幕上显示

**********************
自定义 汉字

**********************

参考
http://blog.163.com/zhenlong1952@126/blog/static/11166807820121121104942502/

1602 写汉字 真不是强项，因为 每一 字符的分辨率 是 5 * 7，只能写一些简单的，或者 利用 4个位置 拼一个汉字。

1602 的 CG RAM （character generator 寄存器），是用来存放自定义的字符的，包括汉字。 只能最多存放 8个 字符（64字节，一个字符 8字节），地址 从 0x00 ~ 0x63。

要使用指令7，

把 自定义 字符 写入 CG RAM 也需要两步，
1、定义 CG RAM 地址；
2、写入 字符。

分别用到 了 写指令 和 写数据 指令。

在 写入 自定义 字符 之前，还有一项重要的工作，那就是 字符，一般要利用 字模软件。

在 链接 的例子中，字符已经生产，分别是 一 二 三 年 月 日 心型图像和坦克图像

uchar code table[]={

  

0x00,0x00,0x00,0x1F,0x00,0x00,0x00,0x00,//一

  

0x00,0x00,0x0E,0x00,0x1F,0x00,0x00,0x00,//二

  

0x00,0x1F,0x00,0x0E,0x00,0x1F,0x00,0x00,//三

  

0x02,0x04,0x0F,0x12,0x0F,0x0A,0x1F,0x02,//年

  

0x0F,0x09,0x0F,0x09,0x0F,0x09,0x09,0x11,//月

  

0x1F,0x11,0x11,0x1F,0x11,0x11,0x1F,0x00,//日

  

0x00,0x00,0x00,0x0A,0x15,0x0A,0x04,0x00,//心型

  

0x00,0x04,0x15,0x0E,0x1F,0x0E,0x11,0x00//坦克

  

};

uchar code table1[]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07};   //自定义字符数据地址

然后，写入 CG RAM
              LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x40);    //开始写入你要显示的自定义字符、汉字代码

              for(i=0;i<64;i++)

              {

                     LCD_Write(LCD_DATA,table);  // 写入

                     mdelay(5);

              }

这样，自定义的 字符 就 写入了 CG RAM。

如果，要把 这些 自定义 字符，显示 出来，还需要 使用 写入 DD RAM 指令。

              LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80);    //从第一行第一列开始显示

              for(i=0;i<8;i++)     //显示自定义字符

              {

                     LCD_Write(LCD_DATA,table1);  

                     mdelay(5);

              }

仿真结果，就是

对我等初学菜鸟来说太好了。感谢楼主。

oldbeginner 发表于 2014-6-10 13:12
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自定义 汉字

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1602 的 四线（数据线）连接法

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基本上市面上的 51开发板，都有 1602 例程，而且需要 8根 数据线，但是 1602 还有另外一种接法，只需要 4根 数据线。Arduino 的1602 例子中基本上 都是 4 根线的接法。

先看一个例子，含完整代码
http://wenku.baidu.com/view/804bae06cc175527072208b2.html?re=view

如上图所示，只需要 D7 D6 D5 D4 四根线， D0 D1 D2 D3 不接就可以了。

还需要复习一下 指令

指令6 就是 用来 标明 是采用 8线接法 还是 4线 接法。

分析直接利用链接的代码，因为直接引用了 链接中的代码，函数命名 有区别，

采用 4线 法 和 前面的 8 线法，除了 接法不同外，在代码 中 也有两处不同：
1、初始化时，要写入 命令 0x28 (0010 1000)，即设置数据位数为4位；
2、写入命令 或 数据时，每次 只能 写 四位，所以 要写 2次。
例如

1. void LCD_write_command(unsigned char command) //写指令
   
2. {
   
3. delay_nus(16);
   
4. LCD1602_RS = 0; //RS=0
   
5. LCD_DATA &= 0X0f; //清高四位
   
6. LCD_DATA |= command & 0xf0; //写高四位
   
7. LCD_en_write();
   
8. command = command << 4; //低四位移到高四位
   
9. LCD_DATA &= 0x0f; //清高四位
   
10. LCD_DATA |= command&0xf0; //写低四位
    
11. LCD_en_write();
    
12. }

复制代码

即 先写 高四位，然后移动，再写 低四位，分两次写完指令，逻辑很清晰。

同样，写数据也是分两次，

1. void LCD_write_data(unsigned char Recdata) //写数据
   
2. {
   
3. delay_nus(16);
   
4. LCD1602_RS = 1; //RS=1
   
5. LCD_DATA &= 0X0f; //清高四位
   
6. LCD_DATA |= Recdata&0xf0; //写高四位
   
7. LCD_en_write();
   
8. Recdata = Recdata << 4; //低四位移到高四位
   
9. LCD_DATA &= 0X0f; //清高四位
   
10. LCD_DATA |= Recdata&0xf0; //写低四位
    
11. LCD_en_write();
    
12. }

复制代码

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总的来说， 4线连接法 在 C51 中的例子非常少，反而 Arduino 基本上全是 4线连接法。

oldbeginner 发表于 2014-6-11 10:04
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1602 的 四线（数据线）连接法

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移动 显示

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1602 移动显示 非常简单，利用 自带 的移动指令，可以 向左或向右 移动，通过延时函数实现速度控制。

借鉴了 德飞莱 开发板中 的例子。

主要代码非常简单（德飞莱的代码），

1. void main(void)
   
2. {
   
3. 
   
4. 
   
5.   LCD_Init();
   
6.   LCD_Clear();//清屏
   
7.   LCD_Write_Char(7,0,'o');
   
8.   LCD_Write_Char(8,0,'k');
   
9.   LCD_Write_String(1,1,"www.doflye.net");
   
10. while (1)
    
11. {  
    
12. 
    
13.   DelayMs(200);
    
14.   
    
15.   LCD_Write_Com(0x18);//左平移画面 0x1C 是右平移
    
16. 
    
17. }
    
18. }

复制代码

复习一下指令5

只能控制移动速度，不能控制 移动 多少 位。

另外 0x18 是字幕 向右移动的；
0x1C 是 字幕向左移动的；

仿真及实物，和 描述 的 移动方向相反。

写的很详细哦，LZ很给力

楼主很强大 好东西 值得分享学习！

很好的技术资料贴啊~~~顶

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嘿嘿，不错。谢谢楼主

不错，谢谢，分享。很好

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