Arduino LCD1602驱动

一、前言：

　　LCD （ Liquid Crystal Display 的简称）液晶显示器，已经逐渐替代CRT成为主流的显示设备之一，因此也成为了单片机发烧友绕不过的话题之一；而LCD1602更是很多单片机发烧友最早接触的字符型液晶显示器。笔者经过一段时间的深入学习，对其驱动有了些许心得，特地记录于此，以备以后查阅。

　　LCD1602，也叫1602液晶，是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块，工业字符型液晶的一种，能够同时显示16x02即32个字符。主控芯片是HD44780或者其它兼容芯片，而市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的。

 

二、LCD的技术资料

<1>.基本参数：

 

显示容量:16×2个字符

芯片工作电压:4.5—5.5V

工作电流:2.0mA(5.0V)

模块最佳工作电压:5.0V

字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm

 

 

 引脚说明：

第1脚：VSS为地电源。

第2脚：VDD接5V正电源。

第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。

第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。

第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。

第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。

第15脚：背光源正极。

第16脚：背光源负极

<2>.LCD1602的指令说明及时序：

lcd1602操作时序图：

lcd1602操作写时序图

　　1、当我们要写指令字，设置lcd1602的工作方式时：需要把RS置为低电平，RW置为低电平，然后将数据送到数据口D0~D7，最后E引脚一个高脉冲将数据写入。

　　2、当我们要写入数据字，在lcd1602上实现显示时：需要把RS置为高电平，RW置为低电平，然后将数据送到数据口D0~D7，最后E引脚一个高脉冲将数据写入。

lcd1602操作读时序图

　　如何看懂lcd1602时序图：

　　1、注意时序图时间轴，如果没有标明（其实大部分时序图也都是不标明的），那么从左往右的方向为时间正向轴，即时间在增长。

　　2、看懂时序图所需的一些常识：

　　（1）时序图最左边一般是某一根引脚的标识，表示此行图线体现该引脚的变化。

　　（2）时序图有线交叉状的部分，表示电平在变化。

　　（3）两条平行线分别对应高低电平，也正好吻合（2）中电平变化的说法。

　　（4）图中下部密封的菱形部分，注意要密封，表示数据有效，Valid Data这个词也显示了这点。

　　3、看时序图需要十分严重注意的是，时序图里各个引脚的电平变化，基于时序图的时间轴是一致的。一定要严格按照时序图时间轴的增长方向来精确地观察时序图。要让器件严格的遵守时序图的变化。在类似于18B20这样的单总线器件对此要求尤为严格。

　　4、以上几点，并不是lcd1602的时序图所特有的，绝大部分的时序图都遵循着这样的一般规则，所以我们应该习惯于这样的规则。

　　也许你还注意到了上面的时序图有许多关于时间的标注，这也是个十分重要的信息，这些时间的标注表明了某些状态所要维持的最短或最长时间。因为器件的工作速度也是有限的，一般都跟不上主控芯片的速度，所以它们直接之间要有时序配合。

<3>LCD1602四线驱动的约定流程：

1、  写入指令：

1) EN = 0 （LCD使能禁止）

2) 短延时

3) RS = 0  ,RW = 0  （准备写入指令）

4) DATA = 指令的高4位（ATA代表D7、D6、D5、D4，下同）

5) 短延时

6) EN = 1 （LCD使能允许，指令写入）

7) 短延时

8) EN = 0 （LCD使能禁止）

9) DATA = 指令的低4位 

10) 短延时

11) EN = 1 （LCD使能允许，指令写入）

12) 短延时

13) EN = 0 （LCD使能禁止）

14) 短延时

2、  写入数据：

1) EN = 0 （LCD使能禁止）

2) 短延时

3) RS = 1 ,RW = 0 （准备写入数据）

4) DATA = 数据的高4位

5) 短延时

6) EN = 1 （LCD使能允许，数据写入）

7) 短延时

8) EN = 0 （LCD使能禁止）

9) DATA = 数据的低4位

10) 短延时

11) EN = 1 （LCD使能允许，数据写入）

12) 短延时

13) EN = 0 （LCD使能禁止）

14) 短延时

三、Arduino 不用库驱动

<1>LCD1602数据八线驱动：

/*Arduino在8位接法下不使用LiquidCrystal库
* 输出欢迎界面和Hello World！
* 作者：Tony Yang 
* 2020/1/12
*/

int RS = 12;                             //数据/命令选择器引脚(RS)
int RW = 11;                            //读/写选择器引脚(R/W)
int DB[] = {3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};    //使用数组来定义总线需要的管脚(D0-D7)
int Enable = 2;                            //使能(E)

void LcdCommandWrite(int value) {
    // 定义所有引脚
    int i = 0;
    digitalWrite(RS, LOW);
    digitalWrite(RW, LOW);
    for (i=DB[0]; i <=DB[7]; i++) //总线赋值
    {
        //这里的&是二进制的“与”运算。取指令码的最低位。
       digitalWrite(i,value & 0x01);
       value >>= 1;
    }
    digitalWrite(Enable,LOW);
    delayMicroseconds(1);        // 延时1us
    digitalWrite(Enable,HIGH);
    delayMicroseconds(1);          // 延时1us
    digitalWrite(Enable,LOW);
    delayMicroseconds(1);          // 延时1us
}

void LcdDataWrite(int value) {
    // 定义所有引脚
    int i = 0;
    digitalWrite(RS, HIGH);
    digitalWrite(RW, LOW);
    for (i=DB[0]; i <= DB[7]; i++) {
       digitalWrite(i,value & 0x01);
       value >>= 1;
    }
    digitalWrite(Enable,LOW);
    delayMicroseconds(1);        // 延时1us
    digitalWrite(Enable,HIGH);
    delayMicroseconds(1);        // 延时1us
    digitalWrite(Enable,LOW);
    delayMicroseconds(1);          // 延时1us
}

void setup (void) {
    int i = 0;
    for (i=Enable; i <= RS; i++) {
       pinMode(i,OUTPUT);
    }
    delay(100);
    // 短暂的停顿后初始化LCD
    // 用于LCD控制需要
    LcdCommandWrite(0x38);         // 设置为8-bit接口，2行显示，5x7文字大小
    delay(20);
    LcdCommandWrite(0x06);      　　// 输入方式设定，自动增量，画面没有移位
    delay(20);
    LcdCommandWrite(0x0C);      　　// 显示设置，开启显示屏，光标关，无闪烁
    delay(20);
}

void loop (void) {
  LcdCommandWrite(0x01);         　　// 屏幕清空，光标位置归零
  delay(10);
  LcdCommandWrite(0x80+5);       　　// 定义光标位置为第一行第五个位置
  delay(10);
  // 写入欢迎信息
  LcdDataWrite('W');
  LcdDataWrite('e');
  LcdDataWrite('l');
  LcdDataWrite('c');
  LcdDataWrite('o');
  LcdDataWrite('m');
  LcdDataWrite('e');
  delay(10);
  LcdCommandWrite(0xc0+2);        　　// 定义光标位置为第二行第二个位置
  delay(10);
  LcdDataWrite('I');
  LcdDataWrite(' ');
  LcdDataWrite('a');
  LcdDataWrite('m');
  LcdDataWrite(' ');
  LcdDataWrite('T');
  LcdDataWrite('o');
  LcdDataWrite('n');
  LcdDataWrite('y');
  LcdDataWrite('Y');
  LcdDataWrite('o');
  LcdDataWrite('n');
  LcdDataWrite('y');
  delay(3000);
  LcdCommandWrite(0x01);         　　 // 屏幕清空，光标位置归零
  delay(10);
  LcdCommandWrite(0x80+2);        　　//定义光标位置为第一行第二个位置
  delay(10);
  LcdDataWrite('H');
  LcdDataWrite('e');
  LcdDataWrite('l');
  LcdDataWrite('l');
  LcdDataWrite('o');
  LcdDataWrite(' ');
  LcdDataWrite('W');
  LcdDataWrite('o');
  LcdDataWrite('r');
  LcdDataWrite('l');
  LcdDataWrite('d');
  LcdDataWrite('!');
  delay(5000);
}

　　

<1>LCD1602数据四线驱动：

/*Arduino在4位接法下不使用LiquidCrystal库
* 输出欢迎界面和Hello World！
* 作者：Tony Yang
* 2020/1/12
*/

int RS = 14;                             //数据/命令选择器引脚(RS)
int RW = 15;                            //读/写选择器引脚(R/W)
int DB[] = {7, 8, 9, 10};                //使用数组来定义总线需要的管脚(D7-D4)
int Enable = 16;                        //使能(E)

void LcdCommandWrite(int value) {
    // 定义所有引脚
    int i = 0;
    digitalWrite(Enable,LOW);
    delayMicroseconds(1);        // 延时1us
    digitalWrite(RS, LOW);
    digitalWrite(RW, LOW);

    /* 7      8       9     10
    *  D7     D6      D5    D4
    *  DB[0] DB[1] DB[2] DB[3]
    */
    int temp=value & 0xf0;//取指令高4位
    for (i=DB[0]; i <= 10; i++)
    {
        if((temp & 0x80)!=0)//取指令最高位
            digitalWrite(i,HIGH);
        else
            digitalWrite(i,LOW );
        temp <<= 1;
    }
    delayMicroseconds(1);        // 延时1us
    digitalWrite(Enable,HIGH);
    delayMicroseconds(1);          // 延时1us
    digitalWrite(Enable,LOW);

    temp=(value & 0x0f)<<4;
    for (i=DB[0]; i <= 10; i++)
    {
        if((temp & 0x80)!=0)//取指令最高位
            digitalWrite(i,HIGH);
        else
            digitalWrite(i,LOW );
        temp <<= 1;
    }
    delayMicroseconds(1);          // 延时1us
    digitalWrite(Enable,HIGH);
    delayMicroseconds(1);          // 延时1us
    digitalWrite(Enable,LOW);
    delayMicroseconds(1);          // 延时1us
}

void LcdDataWrite(int value) {
    // 定义所有引脚
    int i = 0;
    digitalWrite(Enable,LOW);
    delayMicroseconds(1);        // 延时1us
    digitalWrite(RS, HIGH);
    digitalWrite(RW, LOW);
    int temp=value& 0xf0;
    for (i=DB[0]; i <= 10; i++)
    {
        if((temp & 0x80)!=0)//取指令最高位
            digitalWrite(i,HIGH);
        else
            digitalWrite(i,LOW );
        temp <<= 1;
    }
    digitalWrite(Enable,HIGH);
    delayMicroseconds(1);        // 延时1us
    digitalWrite(Enable,LOW);

    temp=(value & 0x0f)<<4;
    for (i=DB[0]; i <= 10; i++)
    {
        if((temp & 0x80)!=0)//取指令最高位
            digitalWrite(i,HIGH);
        else
            digitalWrite(i,LOW );
        temp <<= 1;
    }
    delayMicroseconds(1);        // 延时1us
    digitalWrite(Enable,HIGH);
    delayMicroseconds(1);        // 延时1us
    digitalWrite(Enable,LOW);
    delayMicroseconds(1);          // 延时1us
}

void setup (void) {
   // int i = 0;
   //for (i=Enable; i <= RS; i++) {
   // pinMode(i,OUTPUT);
   //}

   pinMode(14,OUTPUT);
   pinMode(15,OUTPUT);
   pinMode(16,OUTPUT);
   pinMode(8,OUTPUT);
   pinMode(9,OUTPUT);
   pinMode(10,OUTPUT);
   pinMode(7,OUTPUT);
  
   
    delay(100);
    // 短暂的停顿后初始化LCD
    // 用于LCD控制需要
    LcdCommandWrite(0x38);         // 设置为8-bit接口，2行显示，5x7文字大小
    delay(20);
    LcdCommandWrite(0x06);      // 输入方式设定，自动增量，画面没有移位
    delay(20);
    LcdCommandWrite(0x0C);      // 显示设置，开启显示屏，光标关，无闪烁
    delay(20);
}

void loop (void) {
  LcdCommandWrite(0x01);          // 屏幕清空，光标位置归零
  delay(10);
  LcdCommandWrite(0x80+5);         // 定义光标位置为第一行第五个位置
  delay(10);
  // 写入欢迎信息
  LcdDataWrite('W');
  LcdDataWrite('e');
  LcdDataWrite('l');
  LcdDataWrite('c');
  LcdDataWrite('o');
  LcdDataWrite('m');
  LcdDataWrite('e');
  delay(10);
  LcdCommandWrite(0xc0+2);          // 定义光标位置为第二行第二个位置
  delay(10);
  LcdDataWrite('I');
  LcdDataWrite(' ');
  LcdDataWrite('a');
  LcdDataWrite('m');
  LcdDataWrite(' ');
  LcdDataWrite('T');
  LcdDataWrite('o');
  LcdDataWrite('n');
  LcdDataWrite('y');
  LcdDataWrite('Y');
  LcdDataWrite('a');
  LcdDataWrite('n');
  LcdDataWrite('y');
  delay(3000);
  LcdCommandWrite(0x01);         // 屏幕清空，光标位置归零
  delay(10);
  LcdCommandWrite(0x80+2);         //定义光标位置为第一行第二个位置
  delay(10);
  LcdDataWrite('H');
  LcdDataWrite('e');
  LcdDataWrite('l');
  LcdDataWrite('l');
  LcdDataWrite('o');
  LcdDataWrite(' ');
  LcdDataWrite('W');
  LcdDataWrite('o');
  LcdDataWrite('r');
  LcdDataWrite('l');
  LcdDataWrite('d');
  LcdDataWrite('!');
  LcdCommandWrite(0xc0);          // 定义光标位置为第二行起始位置
  delay(10);
  LcdDataWrite('4');
  LcdDataWrite('-');
  LcdDataWrite('B');
  LcdDataWrite('i');
  LcdDataWrite('t');
  LcdDataWrite('-');
  LcdDataWrite('I');
  LcdDataWrite('n');
  LcdDataWrite('t');
  LcdDataWrite('e');
  LcdDataWrite('r');
  LcdDataWrite('f');
  LcdDataWrite('a');
  LcdDataWrite('c');
  LcdDataWrite('e');
  delay(10);
  delay(5000);
}

　　

四、Arduino 库驱动

<1>LCD1602数据八线驱动：

/*Arduino在8位接法下使用LiquidCrystal库
* 输出欢迎界面和Hello World！
* 作者：Tony Yang
* 2022/10/12
*/
#include<LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(12,11,3,4,5,6,7,8,9,10); 　　 //初始化LCD
void setup(){
lcd.begin(16,2); 　　 //设置LCD为16列*2行
}
void loop(){
lcd.clear(); 　　　　//清屏操作
lcd.setCursor(5,0); 　　 //设置光标位置为第一行，第六列
lcd.print("Welcome"); 　　　 //在LCD上输出信息
delay(10); 　　 //延时程序
lcd.setCursor(2,1);
lcd.print("I am Tony Yang");
delay(3000);
lcd.clear();
lcd.setCursor(2,0);
lcd.print("Hello World!");
delay(5000);
}

　　

　　

<1>LCD1602数据四线驱动：

* 作者：Tony Yang
* 2022/1/12
* R/W接地
*const int rs = 14, en = 15, d4 = 4, d5 = 3, d6 = 6, d7 = 7; //Mention the pin number for LCD connection
*LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
*/
#include<LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal  lcd(14,15,16,4,3,6,7);    //初始化LCD，

void setup(){
    lcd.begin(16,2);                               //设置LCD为16列*2行
}
void loop(){
    lcd.clear();                                //清屏操作
    lcd.setCursor(5,0);                            //设置光标位置为第一行，第六列
    lcd.print("Welcome");                        //在LCD上输出信息
    delay(10);                                    //延时程序
    lcd.setCursor(2,1);
    lcd.print("I am Tony Yang");
    delay(3000);
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(2,0);
    lcd.print("Hello World!");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("4-Bit-Interface");
    delay(5000);
}