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

STM32

本帖最后由 oldbeginner 于 2014-6-1 22:45 编辑

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。

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

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。
*******************************************************

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。

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

LCD1602.H

/**********************************************************
LCD1602 DRIVER
File Name: LCD1602.H
**********************************************************/
#ifndef LCD_CHAR_1602_2009_6_28
#define LCD_CHAR_1602_2009_6_28
#include //因为使用了 P2等端口定义，所以需要添加该头文件
#include
***it LcdRs = P2^0; //定义端口
***it LcdRw = P2^1;
***it LcdEn = P2^2;
sfr DBPort = 0x80; //P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.数据端口
/********************************************************
内部等待函数
********************************************************/
unsigned char LCD_Wait(void);
/*******************************************************
向LCD写入命令或数据
*******************************************************/
#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
void LCD_Write(bit style, unsigned char input);
/*****************************************************
设置显示模式
*****************************************************/
#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
void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode);
/***************************************************
设置输入模式
***************************************************/
#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
void LCD_Setinput(unsigned char InputMode);
/***************************************************
初始化LCD
***************************************************/
void LCD_Initial();
/***********************************************
液晶字符输入的位置
************************************************/
void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y);
/************************************************
将字符输出到液晶显示
************************************************/
void Print(unsigned char *str);
#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

#include "LCD1602.H"
/********************************************************
内部等待函数
********************************************************/
unsigned char LCD_Wait(void)
{
LcdRs=0;
LcdRw=1; _nop_();
LcdEn=1; _nop_();
LcdEn=0;
return DBPort;
}
/*******************************************************
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();
}
/*****************************************************
设置显示模式
*****************************************************/
void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode)
{
LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x08|DisplayMode);
}
/***************************************************
设置输入模式
***************************************************/
void LCD_SetInput(unsigned char InputMode)
{
LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x04|InputMode);
}
/***************************************************
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
}
/***********************************************
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,0x80|(x-0x40));
}
/************************************************
将字符输出到液晶显示
************************************************/
void Print(unsigned char *str)
{
while(*str!='\0')
{
LCD_Write(LCD_DATA,*str);
str++;
}
}

复制代码

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

其它模块保持不变。

oldbeginner · 2014-6-2 21:06:47

本帖最后由 oldbeginner 于 2014-6-2 21:08 编辑

*****************************
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 · 2014-6-9 18:04:41

oldbeginner 发表于 2014-6-2 21:06
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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。

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

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

***********************************
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 · 2014-6-10 10:27:46

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 · 2014-6-10 12:04:37

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 · 2014-6-10 13:12:58

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

ttup · 2014-6-10 15:35:08

对我等初学菜鸟来说太好了。感谢楼主。

oldbeginner · 2014-6-11 10:04:54

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

**********************
1602 的四线（数据线）连接法

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

void LCD_write_command(unsigned char command) //写指令
{
delay_nus(16);
LCD1602_RS = 0; //RS=0
LCD_DATA &= 0X0f; //清高四位
LCD_DATA |= command & 0xf0; //写高四位
LCD_en_write();
command = command << 4; //低四位移到高四位
LCD_DATA &= 0x0f; //清高四位
LCD_DATA |= command&0xf0; //写低四位
LCD_en_write();
}

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，

void LCD_write_data(unsigned char Recdata) //写数据
{
delay_nus(16);
LCD1602_RS = 1; //RS=1
LCD_DATA &= 0X0f; //清高四位
LCD_DATA |= Recdata&0xf0; //写高四位
LCD_en_write();
Recdata = Recdata << 4; //低四位移到高四位
LCD_DATA &= 0X0f; //清高四位
LCD_DATA |= Recdata&0xf0; //写低四位
LCD_en_write();
}

复制代码

*************************
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 · 2014-6-12 09:02:25

oldbeginner 发表于 2014-6-11 10:04
**********************
1602 的四线（数据线）连接法

******************
移动显示

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

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），

void main(void)
{
LCD_Init();
LCD_Clear();//清屏
LCD_Write_Char(7,0,'o');
LCD_Write_Char(8,0,'k');
LCD_Write_String(1,1,"www.doflye.net");
while (1)
{
DelayMs(200);
LCD_Write_Com(0x18);//左平移画面 0x1C 是右平移
}
}

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。

vvg · 2014-6-17 14:46:43

写的很详细哦，LZ很给力

Elecfans管家 · 2014-6-17 14:56:18

楼主很强大好东西值得分享学习！

cloudboy · 2014-7-6 08:22:54

很好的技术资料贴啊~~~顶

yuzhiwen728 · 2014-7-10 09:00:16

顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶！

九牛座 · 2014-7-13 08:45:54

楼主很强大好东西很好的技术资料贴啊~~~顶

Peter · 2014-7-14 16:37:23

嘿嘿，不错。谢谢楼主

dztangjf · 2014-7-14 17:34:16

不错，谢谢，分享。很好

yuzhiwen728 · 2014-7-15 09:00:23

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李萍 · 2014-8-6 14:57:02

{:1:}{:1:}

李萍 · 2014-8-6 14:57:23

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shj21cn · 2014-8-17 22:54:35

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

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