单片机的LCD显示驱动

LCD（Liquid Crystal Display）是一种广泛应用于电子产品中的显示技术，其在单片机领域中扮演着至关重要的角色。单片机通过驱动LCD显示屏，可以实现各种字符和图形的显示，为用户提供直观的信息。

LCD显示原理

LCD显示屏是由液晶单元组成的，每个液晶单元由一个液晶分子和电极构成。当施加电场时，液晶分子的排列会发生变化，进而改变光的透过或反射，实现图像显示。

LCD显示驱动技术

字符显示

字符显示是LCD最基本的显示方式，适用于显示少量简单的文字信息。在单片机中，常使用的字符显示技术有以下几种：

HD44780芯片驱动：HD44780是一种常见的字符型LCD驱动芯片，可以直接与单片机进行通信。通过向HD44780芯片发送特定的命令和数据，可以控制显示内容、位置以及清屏等操作。
并行接口：利用单片机的IO口与LCD进行并行通信。通过设置IO口的电平和数据线，可以控制LCD的操作。这种方式数据传输速度快，但需要占用较多的IO口。
串行接口：利用单片机的串行通信接口（如SPI、I2C）与LCD进行通信。这种方式使用少量的IO口即可实现与LCD的控制。但相对于并行接口，速度较慢。

图形显示

在某些应用场景中，需要显示更为复杂的图形，比如曲线图、柱状图等。此时，需要使用图形显示技术。

自定义字符生成：通过设置LCD的RAM区域，可以自定义字符的显示。将字符的像素点存储在LCD的RAM中，然后通过一定的算法将其显示在LCD上，实现自定义图形的显示。这种方式适用于简单的图形显示，但需要占用较多的LCD内存。
图形库：利用单片机的图形库函数，可以实现更为复杂的图形显示。图形库中包含了各种绘制函数，如画线、画圆、填充等，通过调用这些函数，可以实现各种形状和样式的图形显示。

LCD显示的案例

以下是一个利用单片机驱动LCD显示的简单案例，以实现字符显示和自定义图形显示为例：

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>

// 定义LCD的控制端口和数据端口
#define LCD_RS P2_0
#define LCD_RW P2_1
#define LCD_EN P2_2
#define LCD_DATA P0

void delay(unsigned int t) {
    while(t--);
}

// 发送指令到LCD
void sendCmd(unsigned char cmd) {
    LCD_RS = 0; // RS=0，选择指令寄存器
    LCD_RW = 0; // RW=0，写入模式
    LCD_DATA = cmd; // 发送命令
    LCD_EN = 1; // 拉高使能端
    _nop_(); // 短暂延时
    _nop_();
    _nop_();
    LCD_EN = 0; // 使能端设为低电平
}

// 发送数据到LCD
void sendData(unsigned char dat) {
    LCD_RS = 1; // RS=1，选择数据寄存器
    LCD_RW = 0; // RW=0，写入模式
    LCD_DATA = dat; // 发送数据
    LCD_EN = 1; // 拉高使能端
    _nop_(); // 短暂延时
    _nop_();
    _nop_();
    LCD_EN = 0; // 使能端设为低电平
}

// LCD初始化
void initLCD() {
    sendCmd(0x38); // 设置显示模式，8位数据总线，2行显示，5x7点阵字符
    sendCmd(0x0C); // 开启显示，不显示光标
    sendCmd(0x06); // 设置光标移动方向，增量模式
    sendCmd(0x01); // 清屏
}

// 显示字符串
void printString(unsigned char *str, unsigned char row, unsigned char col) {
    unsigned char addr;
    
    if(row == 1) {
        addr = 0x80 + col;
    } else {
        addr = 0xC0 + col;
    }
    
    sendCmd(addr); // 设置显示位置
    
    while(*str) {
        sendData(*str++);
    }
}

// 显示自定义图形
void printCustomChar(unsigned char *pattern, unsigned char address) {
    unsigned char i;
    
    sendCmd(0x40 + address*8); // 设置自定义字符存储地址
    
    for(i = 0; i < 8; i++) {
        sendData(pattern[i]); // 发送每一行的数据
    }
}

// 主函数
void main() {
    unsigned char customChar1[] = {
        0x00, 0x06, 0x09, 0x09, 0x0F, 0x08, 0x08, 0x08
    };
    
    unsigned char customChar2[] = {
        0x00, 0x0A, 0x05, 0x05, 0x1F, 0x00, 0x00, 0x00
    };
    
    initLCD(); // 初始化LCD
    
    printString("Hello World!", 1, 1); // 在第一行第一列显示字符串
    
    printCustomChar(customChar1, 1); // 显示自定义字符1（地址为1）
    
    printCustomChar(customChar2, 2); // 显示自定义字符2（地址为2）
    
    sendData(1); // 在第二行第一列显示自定义字符1
    
    sendData(2); // 在第二行第二列显示自定义字符2
    
    while(1);
}

以上是一个简单的基于单片机的LCD显示驱动的例程，通过该例程可以实现字符和自定义图形的显示。同时，该例程也可以作为LCD显示驱动的基础，进行功能扩展和优化。

结语

单片机的LCD显示驱动在嵌入式系统中扮演着至关重要的角色。掌握LCD显示技术，可以为单片机应用提供直观的信息显示功能，丰富用户体验。通过不断学习和实践，我们能够深入理解LCD的工作原理，熟练掌握字符和图形显示的驱动技术，为更复杂的应用场景提供更强大的显示能力。

本文来自极简博客，作者：幽灵船长酱，转载请注明原文链接：单片机的LCD显示驱动