LCD1602的电路图和程序

MS 基于 1602 字符型液晶 显示器的显示系统 姓名 杨越姓名 杨越 班级 电子班级 电子 11 1 学号 学号 110400104 1 实习目的 1 了解飞思卡尔单片机的基本原理 掌握其基本的工作流程 2 了解 LCD1602 的基本原理及用法 3 能够熟练使用 CodeWarrior 软件编写 C 语言程序 使用 BDM 仿真器下载 程序 4 能够熟练焊接电路板 二 实验设备与器件 CodeWarrior 软件 BDM 仿真器 万用电路板 飞思卡尔单片机 LCD1602 液晶显示器 三 实验内容 内容 利用飞思卡尔单片机制作基于 1602 字符液晶显示器的显示系统 要求 用四个按键控制 按下第一个按键显示 1 按下第二个按键显示 2 以此类推 1 LCD1602 液晶显示器的原理 1602 共 16 个管脚 但是编程用到的主要管 脚不过三个 分别为 RS 数据命令选择端 R W 读写选择端 E 使能信号 以后编程便主要围绕这三个管脚展开进行初始化 写命令 写数据 以下具体阐述这三个管脚 RS 为寄存器选择 高电平选择数据寄存器 低电平选择指令寄存器 R W 为读写选择 高电平进行读操作 低电平进行写操作 E 端为使能端 后面和时序联系在一起 除此外 D0 D7 分别为 8 位双向数据线 操作时序 RSR W操作说明 00写入指令码 D0 D7 01读取输出的 D0 D7 状态字 10写入数据 D0 D7 11从 D0 D7 读取数据 注 关于 E H 脉冲 开始时初始化 E 为 0 然后置 E 为 1 再清 0 读取状态字时 注意 D7 位 D7 1 禁止读写操作 D7 0 允许读写操作 所以对控制器每次进行读写操作前 必须进行读写检测 即后面的读忙子 程序 指令集 LCD 1602 初始化指令小结 0 x38 设置 16 2 显示 5 7 点阵 8 位数据接口 0 x01 清屏 0 x0F 开显示 显示光标 光标闪烁 0 x08 只开显示 0 x0e 开显示 显示光标 光标不闪烁 0 x0c 开显示 不显示光标 0 x06 地址加 1 当写入数据的时候光标右移 0 x02 地址计数器 AC 0 此时地址为 0 x80 光标归原点 但是 DDRAM 中断 内容不变 0 x18 光标和显示一起向左移动 2 飞思卡尔单片机的功能及特点 MC9S12XS128MC9S12XS128 是 16 位单片机 由 16 位中 央处理单元 CPU12X 128KB 程序 Flash P lash 8KB RAM 8KB 数据 Flash D lash 组成片内存储器 主要功能模块包括 内部存储器 内部 PLL 锁相环模块 2 个异步串口通讯 SCI 1 个串行外设接口 SPI MSCAN 模块 1 个 8 通道输入 输出比较定时器模块 TIM 周期中断定时器模块 PIT 16 通道 A D 转换模块 ADC 1 个 8 通道脉冲宽度调制模块 PWM 输入 输出数字 I O 口 本次设计中主要用到 PORTA PORTB 端口 PORTA PORTA 为通用 I O 口 共 8 个 作为通用数字 I O 口使用 未集成特 殊功 能 主要配置寄存器有 数据寄存器 PORTA 数据方向寄存 DDRA 上拉电阻控 制寄存器 PUCR 和驱动控制寄存器 RDR a a 数据寄存器 PORTA 通过写 1 0 使单片机对应引脚输出高低电平 或通过读取数据寄存器获得对应 引脚的高低电平值 例 PORTA PB0 1 b b 数据方向寄存器 DDRA DDRA 寄存器配置引脚为输出口还是输入口 0 输入口 1 输出口 MCU 复位后 DDRA 值为 0 x00 引脚默认为输入口 例 DDRA 0 xFF 配置 PORTA 口为输出 PORTB PORTB 为通用数字 I O 口 共 8 个 其使用与 PORTA 基本一样 主 要配置寄存器有 数据寄存器 PORTB 数据方向寄存 DDRB 上拉电阻控制寄存 器 PUCR 和驱动控制寄存器 RDR 与 PORTA PORTB PORTE PORTK 共用 a a 数据寄存器 PORTB b b 数据方向寄存器 DDRB 四 原理图 器 件 说 明 L C D 1 6 0 2 1 6 管 脚 2 个 排 阻 4 个 1 0 k 电 阻 一 个 1 K 电 阻 飞 思 卡 尔 芯 片 6 4 管 脚 管脚连接 VSSGND DB6PB6 VCCVCCDB7PB7 VEEGNDAVCC RSPA0KGND RWPA1K1PA4 EPA2K2PA5 DB0PB0K4PA6 DB1PB1K4PA7 DB2PB2 DB3PB3 DB4PB4 DB5PB5 五 流程图 否 是 六 程序设计 1 void PLL Init void 内部锁相环模块 单片机使用 PLL 功能能够获得更高 的总线频率 这对于需要提高单片机运行速度的应用场合非常必要 2 void LCD init void 初始化 LCD1602 液晶显示屏 3 void LCD write command uchar dat 写指令 4 void LCD write data uchar dat 写数据 5 void LCD disp char uchar x uchar y uchar dat 显示字符 6 void main void 主函数 include common defines and macros include derivative h derivative specific definitions include MC9S12XS128 h 锁相环设置 开始 初始化 LCD 写指令 写数据 显示字符 是否有键按下 unsigned char a 0 unsigned char b 0 unsigned char c 0 unsigned char d 0 void PLL Init void PLLCLK 2 OSCCLK SYNR 1 REFDV 1 锁相环时钟 2 16 2 1 1 1 48MHz REFDV 1 总线时钟 48 2 24MHz SYNR 2 while CRGFLG CLKSEL 0 x80 选定锁相环时钟 define LCD DB PORTB define LCD RS PORTA PA0 define LCD RW PORTA PA1 define LCD E PORTA PA2 void LCD init void 初始化函数 void LCD write command uchar command 写指令函数 void LCD write data uchar dat 写数据函数 void LCD disp char uchar x uchar y uchar dat 在某个屏幕位置上显示一个字符 X 0 16 y 1 2 void LCD check busy void 检查忙函数 我没用到此函数 因为通过率极低 void delay n25us uint n 延时函数 初始化函数 void LCD init void LCD write command 0 x38 设置 8 位格式 2 行 5x7 LCD write command 0 x0c 整体显示 关光标 不闪烁 LCD write command 0 x06 设定输入方式 增量不移位 LCD write command 0 x01 清除屏幕显示 delay n25us 10 实践证明 我的 LCD1602 上 用 for 循环 200 次就能可靠完成清屏指令 LCD write command 0 x06 LCD write command 0 x0c 写指令函数 void LCD write command uchar dat LCD DB dat delay n25us 1 LCD RS 0 delay n25us 1 指令 LCD RW 0 delay n25us 1 写入 LCD E 1 delay n25us 1 允许 LCD E 0 delay n25us 1 实践证明 我的 LCD1602 上 用 for 循环 1 次就能完成普通写指令 写数据函数 void LCD write data uchar dat LCD DB dat delay n25us 1 LCD RS 1 delay n25us 1 数据 LCD RW 0 delay n25us 1 写入 LCD E 1 delay n25us 1 允许 LCD E 0 delay n25us 1 delay n25us 1 显示一个字符函数 void LCD disp char uchar x uchar y uchar dat uchar address if y 1 address 0 x80 x else address 0 xc0 x LCD write command address LCD write data dat 检查忙函数 void LCD check busy 实践证明 在我的 LCD1602 上 检查忙指令通过率极低 以 至于不能正常使用 LCD 因此我没有再 用检查忙函数 而使 do 用了延时的方法 延时还是非常好用的 我试了一下 用 LCD E 0 for 循环作延时 普通指令只要 1 次循就可完 成 清屏指令 LCD RS 0 要用 200 次循环便能完成 LCD RW 1 LCD DB 0 xff LCD E 1 while LCD DB 7 1 延时函数 void delay n25us uint n uint i 0 uchar j 0 for i n i 0 i for j 0 j 2 j 在这个延时循环函数中我只做了 2 次循环 实践证明我的 LCD1602 上普通的指令只 需 1 次循环就能可靠完成 void check key void 判断按键是否可以控制单片机 如果键入正常 则单片机上的 LED 会亮 if PORTAB PA4 PORTE PE5 0 a 1 else if PORTAB PA5 PORTE PE5 0 a 2 else if PORTAB PA6 PORTE PE5 0 a 3 else if PORTAB PA7 PORTE PE5 0 a 4 else PORTE PE5 1 主函数 void port init DDRB 0XFF DDRA 0XFF PORTB 0XFF void main void PLL Init port init LCD init DDRE DDRE5 1 PORTE PE5 1 不亮 DDRA DDRA0 1 DDRA DDRA1 1 DDRA DDRA2 1 DDRA DDRA3 1 DDRA DDRA4 0 SET PORTA I O INPUT DDRA DDRA5 0 DDRA DDRA6 0 DDRA DDRA7 0 PORTAB PA4 1 PORTAB PA5 1 PORTAB PA6 1 PORTAB PA7 1 LCD disp char 4 2 1 for FEED COP feeds the dog check key 检查按键 while 1 if a 1 delay 10 延时去抖 if a 1 LCD disp char 0 2 1 在 LCD 第二行第一位输出 1 else if a 2 delay 10 延时去抖 else if a 2 LCD disp char 1 2 2 在 LCD 第二行第二位输出 2 else if a 3 delay 10 延时去抖 else if a 3 LCD disp char 2 2 3 在 LCD 第二行第 3 位输出 3 else if a 4 延时去抖 delay 10 else if a 4 LCD disp char 3 2 4 在 LCD 第二行第 4 位输出 4 else LCD disp char 12 1 0 LCD disp char 2 1 2 loop forever please make sure that you never leave main 七 调试过程 1 使用 Altium 画出电路图 在电路图设计过程中 注明所用器件名 称 规格 注意管脚的连接 尽可能让电路原理图规范 正确 方便看图焊接 的工作 2 测量电路焊接是否正常 焊接好电路板后 首先用万用表测试是 否连通 将表笔两端分别置于连接的两管脚 将万用表开关置于分贝档 若有 响声 则电路已经联通 分别测试该设计所用的所有管脚 3 检验输入 I0 用万用表分别检测 4 个按键 看按键是否起到输入作 用 将万用表开关置于电压档 分别测试按键按下前后的单片机电压 若按键 前电压为 5v 按键后为 0 则说明按键起到了输入的作用 4 输出 IO 端口 输出口主要检验 lcd1602 的显示情况 首先用万用表 测试 检查 LCD1602 管脚链接是否有问题 注 LCD1602 的 VEE 串联一个电位 器后接地 通过调节电位器 调节显示对比度 否则即使初始化程序正确 字 符也可能显示不出来 5 程序 程序中主要注意 Lcd1602 显示部分 因为 LCD1602 相对于单片 机速度比较慢 所以在编写程序时应注意加延时 八 遇到的问题及解决办法 1 初次焊接 LCD1602 后 屏幕不亮 首先检查了电路板的焊接 及查阅了 LCD1602 的数据手册 因为使用的 1602 为 16 个管脚 需要将 BLK 接电源 2 BDM 仿真器下载不上程序 重新安装 BDM 仿真器 确认文件已拷入相应的路径 3 重复