HD44780液晶控制器显示系统设计

第3章 HD44780液晶控制器显示系统设计 97

口的驱动能力。如果去掉上拉电阻，LM016L将不显示。D0～D7既传送命令，又传送数据。当传送命令时，应同时使RS为0；当传送数据时，应同时使用RS为1。R/W是读写控制端，当R/W=0时，由单片机向LM016L发送命令或数据；当R/W=1时，由单片机从LM016L读取命令或数据。E为LM016L工作的使能端，前面已经介绍，不变的高电平或低电平不能使LM016L工作，必须由单片机在合适的时候给出一个周期约为1000ns、占空比为50%的脉冲。

LCD1LM016LRSRWE4561K12398765432U119XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD39383736353433322122232425262728101112131415161718XTAL29RST293031PSENALEEA12345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C5117891011121314D0D1D2D3D4D5D6D7RP1VSSVDDVEE 图3-3 系统电路原理图

3.2.2 系统软件设计

系统软件设计采用模块化编程，由主程序调用各个子程序模块，子程序之间又互相嵌套。模块化编程增加了程序的可读性，初学者可以套用这些模块来轻松完成对LCD显示屏的控制。软件设计包含了对LM016L核心控制的所有环节，具有典型控制意义。

1. 主程序设计

系统主程序设计流程如图3-4所示，主要完成LCD初始化、DB块显示内容、以及对CGRAM的读、写。LM016L上电后15ms内进行内部初始化，此时不能完成对部分命令的操作，所以在主程序中初始化后调用了一个延时子程序，以等待初始化的完成。LM016L的初始化程序如下：

MOV A，#3CH ;设LCD为两行显示，字体5×7，8线输入方式 CALL WCOM ;调用写命令子程序

Proteus显示控制系统设计与实例 98

MOV A，#0EH ;设置光标显示方式 CALL WCOM

MOV A，#06H ;设置显示存储器地址计数器为自动加1方式 CALL WCOM

MOV A，#01H ;清显示屏并使光标位于LCD首行首列 CALL WCOM

宏指令清使能端LCD初始化调延时子程序赋首行DB块地址→DPTRA←1调显示子程序赋次行DB块地址→DPTRA←2调显示子程序调写CGRAM子程序调读CGRAM子程序等待DB块内容结 束 图3-4 主程序流程图

在主程序流程图中，判断累加器A中的数据为1时，把第一个DB块中的字符显示在LM016L的第一行，否则把第二个DB块中的字符显示在LM016L的第二行。显示完DB块内容后，向CGRAM中写入用户自义字符，并把该字符显示在LCD首行末位。 2. 子程序设计

子程序模块设计的主要内容有显示子程序、写命令子程序、写数据子程序、使能脉冲产生子程序、延时子程序、写CGARM子程序和读CGRAM子程序。

显示子程序流程图如图3-5(a)所示。首先判断累加器的内容是否为1，如果为1，把LM016L的DDRAM首行首列地址80H送入累加器A中，调命令写入子程序，把DDRAM的首地址80H通过AT89C51的P0口送给LM016L。如果累加器中的内容不为1，则把LM016L的DDRAM第二行首地址0C0H送入累加器A中，调命令

第3章 HD44780液晶控制器显示系统设计 99

写入子程序，把0C0H通过AT89C51的P0口送给LM016L。即先指定显示数据应显示的位置，然后调用显示数据写入子程序，把DB块内容逐字符送出。

(a)显示子程序 (b)写命令子程序

YA←#80HA=1NA←#0C0H显示地址→P0RS←0清WR写有效调命令写入子程序调使能脉冲子程序调数据写入子程序返 回返 回

显示数据→P0RS←1清WR写有效调使能脉冲子程序返 回EN←1延时EN←0延时返 回 (c)写数据子程序 (d)使能脉冲子程序

图3-5 子程序流程图

写命令子程序模块完成一个命令由单片机写入LCD，本设计主要用来完成LCD显示地址的写入。先把显示地址送入P0，再设RS=0、WR=0，即置LM016L为写命令状态，最后调用使能脉冲产生子程序，即把指定的显示地址送给了LM016L。流程图如图3-5(b)所示。

写数据子程序流程图如图3-5(c)所示。写数据和写命令子程序结构相似，不同的是写数据子程序中送给P0口的是显示数据（字符或数字），LM016L的状态设为RS=1、WR=0。

使能脉冲产生子程序流程图如图3-5(d)所示，主程序中已经对E清零了，所以子程序中置E为1，延时500ns，然后清E，再延时500ns，产生一个占空比为50%的使能脉冲信号。每次写命令或写数据时，必然调用该子程序才能完成相应的功能。

两个延时子程序，一个在主程序中调用，完成LM016L的初始化延时，时间要在15ms以上。另一个在使能脉冲子程序中调用，时间要求大于450ns。流程图略。 3. CGRAM的读写实现

如果想显示一个特殊的、CGROM中不存在的字符，可以向CGRAM中写入自

Proteus显示控制系统设计与实例 100

定义字符，然后再调入DDRAM即可显示。CGRAM共64字节，可存入用户自定义的5×7特殊字符8个或5×10特殊字符4个。CGRAM地址为40H~7FH。40H~47H存放用户的第一个5×7字符，依次类推。而40H中存放自定义字符的第一行编码，47H中存放该字符的第八行编码。如自定义字符“”，5×7（宽×高），可以分8行向CGRAM中写入数据。每行写入一个字节，高3位不用，设为000。LCD中对应显示的点为1，不显示的点为0，则40H~47H中应分别写入的编码为:

0 0 1 0 0B （04H） 0 1 0 1 0B （0AH） 1 0 0 0 1B （11H） 0 1 0 1 0B （0AH） 0 0 1 0 0B （04H） 0 1 0 1 0B （0AH） 0 0 1 0 0B （04H） 0 0 0 0 0B （00H）

从数据的排列可以看出该字符的形状。写CGRAM的具体程序如下： MOV A，#40H ;设CGRAM首字符首行地址 CALL WCOM ;调命令写入子程序 SETB RS ;设RS为1

MOV A，#04H ;字符首行编码值送累加器 CALL WDATA ;调数据写入子程序 MOV A，#0AH ;字符第二行编码值送累加器 CALL WDATA ;调数据写入子程序

MOV A，#11H ;字符第三行编码值送累加器 CALL WDATA ;调数据写入子程序

MOV A，#0AH ;字符第四行编码值送累加器 CALL WDATA ;调数据写入子程序

MOV A，#04H ;字符第五行编码值送累加器 CALL WDATA ;调数据写入子程序

MOV A，#0AH ;字符第六行编码值送累加器 CALL WDATA ;调数据写入子程序

MOV A，#04H ;字符第七行编码值送累加器 CALL WDATA ;调数据写入子程序

MOV A，#00H ;字符第八行编码值送累加器 CALL WDATA ;调数据写入子程序

由于LCD初始化时已设CGRAM地址指针为自动加1方式，所以只需设