单片机 单片机与液晶实验 实验六

实验六 单片机与液晶实验

• 实验目的  

1、掌握液晶LCD1602和单片机通信的原理。

2、掌握液晶LCD1602和单片机通信程序的设计方法及其过程。

3、掌握液晶和LCD1602和单片机通信的电路应用。

• 实验任务

设计一个两位秒表，显示于LCD1602，计时结束后，LED灯亮。

• 实验原理

本实验需要用到液晶屏的工作原理和定时器的工作原理，定时器的工作原理在实验4中已经有详细的介绍，在这里将不再介绍。

液晶屏LCD1602一共有16个引脚，各个引脚的功能为：

第1脚：VSS，电源地。

第2脚：VDD，+5V电源。

第3脚：VEE，液晶显示对比度调整输入端

第4脚：RS，数据/命令选择端

第5脚：R/W，读/写选择端 ，

第6脚：E，使能端，读操作上升沿有效，  写操作下降沿有效

第7～14脚：D0～D7，为8位双向数据线

第15脚：BLA，背光源正极。

第16脚：BLK，背光源负极。

LCD1602 在读写数据时需要通过一定的时序来完成。

 1602时序解析

LCD1602初始化过程：

1. 清屏。清除屏幕，将显示缓冲区DDRAM的内容全部写入空格(ASCII20H)。  

(2) 功能设置。设置数据位数，设置显示行数 。设置字形大小 .  

(3) 开/关显示设置。控制光标显示、字符是否闪烁等。

(4)输入方式设置。设定光标的移动方向以及后面的内容是否移动。

LCD1602和单片机电路连接图如图6-1所示：

图 6-1 液晶屏和LCD1602电路连接图

• 程序流程图

图6-2定义声明延时函数

如图6-2所示，该程序主要内容，定义液晶显示，特殊功能位RS、RW、LED声明，初始化倒计时秒数，延时函数。

图6-3忙、写命令、写数据、初始化函数

图6-4定时器中断、显示、时钟控制函数

如图6-4所示，设置定时器模式为模式1，设置定时器的初值。使用写命令、写数据函数，写入需要显示的数据。时钟控制倒计时的时间，当倒计时结束则需要执行LED灯亮起的命令。

图6-5主函数、定时器0中断函数

如图6-5所示，主函数中调用其他函数进行显示，定时器0中断处理函数重新设置定时器0的初值，使得定时器能够继续计数，并在计时结束时控制LED灯亮起。

• 实验结果及分析总结

图6-6仿真成功电路图

将程序下载至仿真电路图中，仿真成功实现倒计时计数（内容是从10-0）如图6-6所示，当倒计时至0之后LED灯会亮起（如图6-7所示）。

图6-7倒计时至0是LED灯亮起

本次实验在完成设计一个两位秒表计时显示的过程中掌握了液晶LCD1602和单片机通信的原理和电路应用，通信程序的设计方法及其过程。

实验中，对于定时器的使用还是存在调用的不准确的情况，在实验过后又复习了一遍定时器的原理，在实验的最后，遗留下来的问题是在仿真图中没有更改LED灯所连接电阻的阻值。导致一直无法仿真成功。

• 程序附录

  #include <reg51.h>
  #define LCD_DATA P2
  unsigned char num[10] = {'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'}; //定义液晶端口
  sbit RS = P3^5;
  sbit RW = P3^6;
  sbit E = P3^7;
  sbit LED = P1^7;
  
  unsigned char second = 9; // 初始倒计时秒数
  
  void delay(unsigned int a) //延时函数
  {
      while(a--);
  }
  
  void lcd_busy() //检查LCD忙函数
  {
      LCD_DATA = 0xff;
      RS = 0;
      RW = 1;
      E = 0;
      E = 1;
      while(LCD_DATA & 0X80) {
          E = 0;
          E = 1;
      } //忙等待
  }
  
  void write_com(unsigned char command) //写命令函数
  {
      lcd_busy();
      E = 0;
      RS = 0;
      RW = 0;
      E = 1;
      LCD_DATA = command;
      E = 0;
  }
  
  void write_data(unsigned char lcd_data) //写数据函数
  {
      lcd_busy();
      E = 0;
      RS = 1;
      RW = 0;
      E = 1;
      LCD_DATA = lcd_data;
      E = 0;
  }
  
  void init_lcd() //初始化LCD函数
  {
      write_com(0x01); //清屏
      write_com(0x38); //5*7点阵
      write_com(0x0c); //显示器开，光标关闭，字符不闪烁
      write_com(0x06); //字符不开，光标自动向右移1格
  }
  
  void init_interrupt()
  {
      TMOD = 0x01;
      TH0 = 0x3c;
      TL0 = 0xb0;
      ET0 = 1;
      TR0 = 1;
      EA = 1;
  }
  
  void display()
  {
      write_com(0x80); //第一行第1个地址
      write_data('C');
      write_data('l');
      write_data('o');
      write_data('c');
      write_data('k');
      write_data(':');
      write_com(0xc4);
      write_data(num[second]);
      delay(50000);
  }
  
  void clock()
  {
      if(second > 0) {
          second--;
      }
  }
  
  void main()
  {
      init_interrupt();
      init_lcd();
      while(1) {
          display();
          clock();
      }
  }
  
  void Timer0() interrupt 1
  {
      TH0 = 0x3c;
      TL0 = 0xb0;
      if(second == 0) {
          LED = 0; // 计时结束后，LED灯亮
      }
  }