LCD显示器与PIC16F877单片机连接

一．引言

液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。而美国Microchip公司生产的PIC系列单片机系用精简指令集（RISC），哈佛总线结构、2级流水线取指令方式，具有实用、低价、指令集小、简单易学、低功耗、高速度、体积小、功能强而逐渐成为8位单片机的新潮流。这里以JHD161A液晶模块与PIC16F877的连接来介绍它的使用方法。

二．JHD161A  LCD显示器及其与PIC16F877单片机的连接

JHD161A液晶模块是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器，是武汉博控科技有限公司生产的1行16个字符的LCD显示模块，它采用的控制芯片是三星电子公司生产KS0066驱动芯片。它采用16脚接口，其中VSS为地电源，VDD接5V正电源，V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，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(如图1中的RW)。RS为显示、指令选择线，当 RS为高电平时单片机向LCD模块进行读写操作；E为数据接收、发送标志，每当E线向LCD模块发送一个脉冲，LCD模块与单片机之间将进行一次数据交换；R/W为读写选择线，当RS和R/W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。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。A、K分别是LCD模块背光的正负电源，如图1所示，我们用AR5控制背光，改变R5的值将改变背光亮度。DB0～DB7依次与单片机的RD0～RD7连接，为8位双向数据线。JHD161A  LCD显示器与PIC16F877单片机的连接图见图1

KS0066是用低功耗CMOS技术制造的大规模点阵LCD控制器兼带驱动器，和4Bin/8Bin 微处理器相连能使点阵LCD显示大小英文字母符号。应用KS0066用户能用少量元件就可组成一个完整点阵LCD系统，并可选择5x 7 或5 x10 点字符。KS0066液晶模块控制器内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了192个不同的5x 7点阵字符图形（它还有CGRAM,可自行建立字模），这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“P”的代码是01010000B（50H），显示时模块把地址50H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“P”。
 

KS0066液晶模块控制器的内部共有11条控制指令，它的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的，指令如表1。指令1：清显示，指令码 01H,光标复位到地址00H位置 。指令2：光标复位，光标返回到地址00H。指令3：光标和显示模式， I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移； S:屏幕上所有文字是否左移或者右移，高电平表示有效，低电平则无效。指令4：显示开关控制， D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 ；C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标； B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁 。指令5：光标或显示移位， S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。指令6：功能设置命令， DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线； N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示； F: 低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。指令7：字符发生器RAM地址设置。指令8：DDRAM地址设置。指令9：读忙信号和光标地址。 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。指令10：写数据。指令11：读数据。

三．JHD161A  LCD显示器的控制程序流程图 

1．显示数据程序流程图

JHD161A液晶显示模块可以和单片机PIC16F877直接接口,它有直接访问方式和间接控制方式。液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要判断模块的忙标志是否为低电平。其显示地址的分配如表2，要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，比如第九个字符的地址是40H，那么是否直接写入40H就可以将光标定位在第九个字符的位置呢？这样不行，因为写入显示地址时要求最高位D7恒为高电平1，所以实际写入的数据应该是 01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。JHD161A的1行16个字符分成两组，左右各8个，两组的地址不是连续的，各自的起始地址分别是80H和C0H。送显示数据的方法是先送第1位的起始地址80H后可连续送8个要显示的数据，再送第9位的起始地址C0H后又可连续送8个要显示的数据，这时在显示器上就可以看到要显示的16个字符。显示‘0～F’16进制的16个数的程序流程图如图2所示。

2．LCD背光控制程序流程图

本系统上的LCD模块采用的是8bit显示模式，因此液晶模块上电后应在左边显示8个5x7点阵块，若LCD模块在系统上电后无此现象，请检查V0电压（VDD—V0≥4.7 V），改变RW的值将改变LCD显示的亮度。分析光敏电阻对环境光强的采样结果，当环境光强下降至某一值时开启光，否则关闭背光。系统所用的光敏电阻在正常的室内光强下约为100KΩ，环境光亮度越低则RA2采样到的电压值就越小，光敏电阻的值随光强的减小而增大，无光时相当于断路。合理调整R2的值将有利于调试，选择合理的临界值并通过键盘输入到PIC16F877的EEPROM中，光敏电阻的阻值是一个非线性量，因此临界值要根据实际的情况来确定，图 3为LCD背光控制程序流程图。

四．小结

以上是我们在使用JHD161A时的一些经验总结，由于JHD161A的1行16个字符平分成两组，在使用时一定要注意JHD161A的显示地址不是连续的；其次液晶显示模块是一个慢显示器件，在执行每条指令之前一定要先判断模块的忙标志是否为低电平，或者在执行每条指令之后加适当的延时。

参考文献：
[1] 刘和平.PIC16F87X单片机使用软件与接口技术——C语言及其应用.北京:北京航空航天大学出版社,2002
[2]  (加) Myke Predko. PICmicro微控制器编程与自主开发. 姜汉龙译. 北京: 电子工业出版社,1999.
[3] 王有绪 .PIC系列单片机接口技术及应用系统设计. 北京航空航天大学出版社,2001.4.5