STM32是怎样去控制LCD1602液晶显示屏的

STM32通过（软/硬IIC）控制LCD1602液晶显示屏（IIC转8位并口的PCF8574转接板的使用）原创









A0，A1，A2全部悬空，那么PCF8574的IIC地址为0x4e.(具体原因，看PCF8574说明)
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下面是关于PCF8574连接LCD1602最重要的一张表：
可见PCF8574的P7---P0分别接LCD1602的DB7---DB4，背光，EN，R/W，R/S管脚。

P7	P6	P5	P4	P3	P2	P1	P0
DB7	DB6	DB5	DB4	背光	EN(CS)	R/W	R/S
				1背光开 0背光关	1使能 0禁止	1读 0写	1数据 0指令

写命令：输入RS=0，RW=0，E=高脉冲
写数据：输入RS=1，RW=0，E=高脉冲
读数据我们一般不用。P3=1背光开，P3=0背光关
unsigned char LCD_data = 0x08;//全局变量 缺省状态 00001000使背光开启  00000000背光关闭




















LCD1602常用指令：（共11条，最常用的以下四条）
（1）0x01清屏
（2）0x28  4线传输模式，5×7字符，2排显示
（3）0x80  显示字符的初始地址.
（4）0x0c 打开显示屏，不显示光标，光标所在位置的字符不闪烁。
上面的是指令，如果是8线通信，表示DB7-DB0八根针，一次传入LCD1602。如果是4线通信，表示只用DB7-DB4四根针，一个8位指令需要传两次，第一次传高4位，第二次传低4位.
这里的LCD1602指令要和LCD1602 的控制管脚区命令分开，比如，PCF8574发出0x08，这个不是LCD1602的标准指令，这代表什么呢？表示高4位为0000（无意义），低4位数为1000对应：开背光，EN=0，R/W=写（非读），R/S=命令（非数据）。高4位是没有意义的，因为，高4位如果是数据或命令必须EN由0变1才能被LCD1602接受。
在举个例：
比如0x09代表：开背光，EN=0，写，传入的是数据，
比如0x0c代表：开背光，EN=1，写，传入的是命令。注意这个0x0c 和上面的LCD1602的指令0x0c 没有任何联系。
第一个0x0c 表示PCF8574发出8位一个字节00001100表示高4位没有意义，低4位表示：开背光，EN=1，写，指令。
第二个0x0c表示传送给LCD1602的命令，（功能是开显示，不显示光标，光标所在位置的字符不闪烁。）需要拆成高4位，低四位，各传1次，每次都要EN由0变1，LCD1602才能接收。
下面我们讨论一下：开背光，我们可以把这个LCD1602的管脚直接接高电平（表示背光一直亮）。就可以省一个PCF8574的管脚P3。
还有R/W我们可以把这个管脚直接接低电平，R/W=0表示我们只向LCD1602写入，不从LCD1602读（读状态位）。就又可以省一个PCF8574的管脚P1。
但是此时，因为不能读LCD1602状态位（不知道LCD1602是否为忙），所以不停发送指令和数据时，一定要注意控制好延时。





下面是写命令函数代码详解（见注释分析）：
void LCD_WriteCMD(unsigned char cmd)
{
     
      DelayUs(25);
      LCD_data &=~(1<<(1-1));//RS=0;00001000最后一位设为0
      LCD_data &=~(1<<(2-1));//RW=0;00001000倒数第二位设为0
      I2C_WriteByte(LCD_data);//发送00001000说明开背光，EN=0,发送，命令，（这段程序的作用是LCD管脚位控）
      LCD_data &= 0X0f; //清高四位00001000变为00001000
      LCD_data |= cmd & 0xf0; //写指令高四位，先与f0得到为cmd高4+0000再和00001000或，得到cmd高4+1000
      I2C_WriteByte(LCD_data);//发送cmd高四位，cmd高4+1000;
      LCD_EN();
      cmd = cmd<<4;//cmd低四位移到高四位准备发送。cmd低4+0000
      LCD_data &= 0X0f; //清高四位  cmd高4+1000与00001111变成00001000；
      LCD_data |= cmd & 0xf0; //写指令低四位cmd低4+0000与11110000得到cmd低4+0000；再或00001000得到cmd低4+1000
      I2C_WriteByte(LCD_data);//发送cmd低4+1000；
      LCD_EN();
}
下面是写数据函数代码，可以看出基本上和上面是一样的只有一点不一样就是函数第一句，RS=1代表写入的是数据。
void LCD_WriteDAT(unsigned char dat)
{
     
      DelayUs(25);
      LCD_data |= (1<<(1-1));//RS=1;代表写入的是数据。得到00001001
      LCD_data &=~(1<<(2-1));//RW=0;写操作。
      I2C_WriteByte(LCD_data);//写入00001001说明开背光，EN=0,发送，数据（这段程序的作用是LCD管脚位控）

      LCD_data &= 0X0f; //清高四位00001001清高四位得到00001001
      LCD_data |= dat & 0xf0; //写数据高四位最后得到dat高4+1001
      I2C_WriteByte(LCD_data);//写入dat高4+1001
      LCD_EN();
      dat = dat<<4;//低4位移到高4位。
      LCD_data &= 0X0f; //清高四位 得到0000+1001
      LCD_data |= dat & 0xf0; //写数据低四位 得到低4+1001
      I2C_WriteByte(LCD_data);发送低4+1001
      LCD_EN();
}
程序说明，首先知道我们用的是LCD1602的4线连接方法，所有必须先发送命令0x28,代表001010××（最后两位任意），这个指令代表三个意思：（1）以后都是传输四线信号DB7，DB6，DB5和DB4（DB3-DB0不用），（2）5×7的字符，（3）两排显示。这个命令一发，以后每次命令和数据都必须发送两次，比如10011100，第一次先发高四位1001，再发低四位1100，注意，第一次发送完高四位EN 由0变1，后四位数据LCD1602读入，所以写指令逻辑是这样的：
（1），RS=1;代表写入的是数据，
（2），RW=0;代表下面是写操作，
（3），高四位->DB7---DB4,代表指令高四位写入
（4），EN由0变1，这时传入的高四位被1602接收。
（5），低四位->DB7----DB4，代表指令低四位写入。
（6），EN又0变1，这时传入的低四位被1602接收。
因为我们用这个转接板，STM32不能直接位控LCD1602，所以麻烦就在这里。每个位控信号（比如背景灯开/关，EN，R/W，R/S）都必须通过STM32的IIC通讯写8位到PCF8574，
转成P7 –DB7 ，P6-DB6，P5-DB5，P4-DB4，P3-背景灯，P2-EN，P1-R/W，P0-R/S.所以省了几根线，但是控制复杂很多，STM32通过IIC通信，经PCF8574转接板驱动LCD1602，虽然只用2根线即可通信，但是程序远没有在C51上简单，好懂。
回到正题，接着说程序过程：分两种方法，A，是用STM32 的硬件I2C，B，是用STM32模拟I2C通信，但程序过程差不多。
（1），编写GPIO初始化函数，（A情况下，增加I2C初始化）
（2），编写8位循环写入函数，
（3），编写写字节函数（每次写八位一个字节之前，都必须先写PCF8574从站地址，0x4e一次）
比如我们写指令0x28,过程是这样的，
第一步写0x4e,第二步写0x28.
（4），编写写命令函数
（5），编写写数据函数
（6），编写LCD初始化函数，分三部分：注意0x28必须第一，0x01必须最后，中间加命令随便。另外清屏需要时间，必须有延时.
      A，写入指令0x28,(代表4线数据，5×7字符，2排显示)
      B，写入指令0x80,(代表显示地址从80开始)
      C，写入指令0x01，（清屏）

（7）准备工作结束，以下可以编写主程序。
（8）LCD初始化，
（9）发送显示起始地址：第一排0x80+0x00（第一排第一个字符），第二排0x80+0x40(第二行第一个字符)。
（10）发送显示的字符：比如显示“A”，直接发送A就可以。当然显示多个字符还要用到字符数组和指针进行循环。
最后说一下因为是IIC通信，每次发送都必须是有开始和结束的时序，每次每个字节传到pcf8574 ，pcf8574接收后，都要把SDA拉低，应答（ASK)。
启动：SCL高电平中间SDA高变低，紧接着SCL变低，
停止：SCL低电平变高电平后，SDA低变高，
通信多个连续字节，启动，停止一次即可。
再说一下使用STM32与LCD1602 （IIC软/硬）通讯时，用软硬I2C的区别，我做了实验，没有区别，只是一个模拟IIC记着在写指令和数据时，在合适的位置一定加start，和stop，这时IIC的基本通信原则，硬件IIC则必须有硬件IIC初始化，发送字符用标准发送程序。自带start和stop。
当我们用STM32 通过IIC控制LCD1602显示屏时，其实是很鸡肋的，虽然省了几个管脚，但是控制LCD1602的基础管脚：背光，EN，R/W，R/S，是隔山打牛。
写控制指令和数据，也是隔山打牛。因为这个转接板，PCF8574写LCD1602 用的4线通信，每次传输还要拆成高4位，低4位分两次传输。每次传输还要EN由0-1让LCD1602确认。如果没有读LCD1602状态，只用延时的话，时序控制比较困难，缺乏稳定。如果你用软IIC的，还要考虑IIC的通信时序（SCL和SDA配合），还有start 和stop。（现在硬件如此便宜）可以说得不偿失。我认为如果改一下接线方法：PCF8574的P7-P0如下：

P7	P6	P5	P4	P3	P2	P1	P0
DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0

另外  把LCD1602的 背光控制管脚接高电平，把R/W控制管脚接低电平，把EN控制管脚接stm32一个管脚比如PB5，R/S接stm32一个管脚比如PB4，这样其实是用了STM32的4个管脚见下图：

背光控制管脚（LCD1602）	RW管脚（LCD1602）
接5V	接地

PB6（STM32）	PB7（STM32）	PB5（STM32)	PB4(STM32)
SCL(PCF8574)	SDA(PCF8574)	EN（LCD1602)	R/S（LCD1602）

这样的话程序就简单可靠很多。
程序不便公开，在网上能搜索到的就是。