51单片机控制1602LCD显示屏输出自定义字符二
1.概述
1602LCD除了内置的字符外还提供自定义字符功能，当内置的字符中没有我们想要输出的字符时，我们就可以自己创造字符让他显示，下面介绍1602如何创建自定义字符。
2.1602LCD创建字符原理
自定义字符涉及到三个存储器，弄清楚他们的作用后就可以自定义字符。下面详细介绍三个存储器对自定义字符产生的作用。
自定义字符输出原理
程序指定CGROM地址——>CGROM查找地址关联的CGRAM地址——>CGRAM查找该地对应的自定义字符——>输出到1602LCD屏幕。
CGROM
CGROM是1602内置字符的存储器，在里面固化了常用的字符，当我们输出字母数字字符时，1602芯片在CGROM中查找字符对应的地址，然后将该地址输出，在LCD显示字符。
假如我们输出的字符在CGROM中没有内置，这个时候我们可以自己定义需要输出的字符。CGROM为我我们预留了8个CGRAM位置，用来输出自定义的字符。也就是说我们最多可以存储8个自定义字符。
内置指令表
查看内置指令表CGRAM地址有6位，D0~D5六位是CGRAM存放自定义字符地址，D6为1所以它的起始地址是从0x40开始。
CGRAM地址表
D0~D5是如何存放自定义字符，就要看下面CGRAM地址表格。CGRAM Address将6位地址划分为两类，左边(5,4,3)为高三位对应字符存放地址。3位从001 ~ 111组合后刚好是8个地址存放8个自定义字符。
右边(2,1,0) 为低三位对应自定义字符的8个字节，表中CGRAM data是构造一个字符内容，该字符每行是8位一个字节，有8行组成，每个字符是需要8个在字节存储，因此地址中的低3位从001 ~ 111组合后刚好是8个地址存放一个字符。
例如我们构造一个大写的一 字符，它的数组是
// 数组中每个元素代表字符的一行，一共8行。
//LCD显示的字符是5x8点阵，因此一行只有5位，0x1f：1表示第5位为1，f表示后面4位为1
unsigned char str[] = {
0x00,0x00,0x00,0x00,0x1f,0x00,0x00,0x00,};
CGRAM 与CGROM对应关系
了解了CGRAM内置指令和地址表就可以构造自定义的字符存放到CGRAM中，下一步就是将CGRAM地址中的字符与CGROM地址进行关联，这样LCD就可以从CGROM地址中找到CGRAM地址，通过CGRAM地址找到字符。
1602LCD已经将CGRAM和CGROM地址进行的关联，他们的关系如下图。
例如 CGRAM第一个字符的位置是(0x40-0x47) 对应CGROM地址是0X00，当程序中输出内容的地址是0x00就会找到CGRAM第一个字符输出到1602LCD屏幕上。
3.1602LCD创建字符实例
下面的实例中创建了LCDWriteCGRAM函数，实现创建自定义字符功能。
- 首先设置自定义字符存放在CGRAM的位置：LCD1602_WriteCMD(0x40);
- 将自定义字符内容存入CGRAM：for(i=0;i<8;i++){LCD1602_WriteData(str[i]);}
- 设置LCD显示字符位置 ：LCD1602_WriteCMD(0x80| 0x05);
- 指定输出字符的CGROM地址：LCD1602_WriteData(0x00);
unsigned char code str[] = {
0x00,0x00,0x00,0x00,0x1f,0x00,0x00,0x00};
void LCDWriteCGRAM(){
//构造自定义字符
unsigned char i;
//自定义字符存放在CGRAM的第一个位置0x40-0x47
LCD1602_WriteCMD(0x40);
//存放自定义字符内容
for(i=0;i<8;i++){
LCD1602_WriteData(str[i]);
}
//显示字符
LCD1602_WriteCMD(0x80| 0x05);
//CGRAM第一个位置对应CGROM的0x00地址
LCD1602_WriteData(0x00);
}
完整代码
#include <STC12C2052AD.H>
typedef unsigned char uint8;
// 定义引脚
#define LCD1602_DB0_DB7 P1 // 定义LCD1602的数据总线
sbit LCD1602_RS = P3 ^ 2; // 定义LCD1602的RS控制线
sbit LCD1602_RW = P3 ^ 3; // 定义LCD1602的RW控制线
sbit LCD1602_E = P3 ^ 4; // 定义LCD1602的E控制线
sbit LCD1602_Busy = P1 ^ 7; // 定义LCD1602的测忙线（与LCD1602_DB0_DB7关联）
// 定义指令集
/*设置显示模式*/
#define LCD_MODE_PIN8 0x38 // 8位数据线，两行显示
#define LCD_MODE_PIN4 0x28 // 4位数据线，两个显示
#define LCD_SCREEN_CLR 0x01 // 清屏
#define LCD_CURSOR_RET 0x02 // 光标复位
#define LCD_CURSOR_RIGHT 0x06 // 光标右移，显示不移动
#define LCD_CURSOR_LEFT 0x04 // 光标左移，显示不移动
#define LCD_DIS_MODE_LEFT 0x07 // AC自增，画面左移
#define LCD_DIS_MODE_RIGHT 0X05 // AC自增，画面右移
/*光标开关控制*/
#define LCD_DIS_CUR_BLK_ON 0x0f // 显示开，光标开，光标闪烁
#define LCD_DIS_CUR_ON 0x0e // 显示开，光标开，光标不闪烁
#define LCD_DIS_ON 0x0c // 显示开，光标关，光标不闪烁
#define LCD_DIS_OFF 0x08 // 显示关，光标关，光标不闪烁
/*光标、显示移动*/
#define LCD_CUR_MOVE_LEFT 0x10 // 光标左移
#define LCD_CUR_MOVE_RIGHT 0x14 // 光标右移
#define LCD_DIS_MOVE_LEFT 0x18 // 显示左移
#define LCD_DIS_MOVE_RIGHT 0x1c // 显示右移
/**
LCD1602忙碌状态不会接收新指令，因此在发送新指令前先检测是否忙碌。
判断LCD1602_Busy变量的值为低电平则为不忙。
*/
void LCD1602_TestBusy(void){
LCD1602_DB0_DB7 = 0xff; //将数据引脚置为高电平
LCD1602_RS = 0; // 指令状态
LCD1602_RW = 1; // 读状态
LCD1602_E = 1; // 打开LCD显示器读指令
while(LCD1602_Busy); //读取LCD1602_Busy(P1.7)为低电平则结束循环
LCD1602_E = 0; // 关闭LCD显示器读指令
}
/********************************************************************************************
// 写指令程序 //
// 向LCD1602写命令 本函数需要1个指令集的入口参数 //
/********************************************************************************************/
void LCD1602_WriteCMD(uint8 LCD1602_command) {
LCD1602_TestBusy();
//输入的命令赋值给LCD1602_DB0_DB7
LCD1602_DB0_DB7 = LCD1602_command;
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_E = 1;
LCD1602_E = 0;
}
/********************************************************************************************
// 写数据程序 //
// 向LCD1602写数据 //
/********************************************************************************************/
void LCD1602_WriteData(uint8 LCD1602_data){
LCD1602_TestBusy();
LCD1602_DB0_DB7 = LCD1602_data;
LCD1602_RS = 1;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_E = 1;
LCD1602_E = 0;
}
// LCD1602初始化
void LCD1602_Init(void){
LCD1602_WriteCMD(LCD_MODE_PIN8); // 显示模式设置：显示2行，每个字符为5*7个像素
LCD1602_WriteCMD(LCD_DIS_ON); // 显示开及光标设置：显示开，光标关
LCD1602_WriteCMD(LCD_CURSOR_RIGHT); //显示光标移动设置：文字不动，光标右移
LCD1602_WriteCMD(LCD_SCREEN_CLR); // 显示清屏
}
/*
输出字符串
x：数据地址
y：输出的行位置，第一行和第二行
str：输入字符串
*/
void print(uint8 x, uint8 y, uint8 *str){
if(0 == y){
LCD1602_WriteCMD(0x80 | x);
}
else{
// 第二行起始位置是0x40
LCD1602_WriteCMD(0x80 | (0x40+x));
}
while(*str != '\0'){
LCD1602_WriteData(*str++);
}
}
unsigned char code str[] = {
0x00,0x00,0x00,0x00,0x1f,0x00,0x00,0x00};
void LCDWriteCGRAM(){
//构造自定义字符
unsigned char i;
//自定义字符存放在CGRAM的第一个位置0x40-0x47
LCD1602_WriteCMD(0x40);
//存放自定义字符内容
for(i=0;i<8;i++){
LCD1602_WriteData(str[i]);
}
//显示字符
LCD1602_WriteCMD(0x80| 0x05);
//CGRAM第一个位置对应CGROM的0x00地址
LCD1602_WriteData(0x00);
}
void main(){
unsigned char str1[] = "Beyound Self";
LCD1602_Init();
// 显示自定义内容
LCDWriteCGRAM();
print(0x00,1,str1);
while(1);
}
优化自定义字符函数
上面创建的LCDWriteCGRAM函数有缺陷，每当需要改变字符存放CGRAM位置或者修改LCD显示位置都需要修改这个函数，因此对他进行优化，将变化的内容提取为参数。成为一个工具函数，每次只需要传入参数就可以输出不同的字符。
LCDSetChar函数封装了自定义内容功能，该函数设计思想如下
- 首先定义参数包含字符在LCD显示的位置，CGROM位置，字符内容
- x：LCD显示字符位置
- y：设置字符在LCD显示的行
- pos：设置CGRAM位置
- str：字符内容
- 构造自定义字符包含两个部分
- 设置字符在CGRAM存储位置
- 设置字符内容
- 设置字符显示
- 设置字符在LCD哪个位置显示
- 设置LCD显示哪个字符
/*
x：LCD显示字符位置
y：设置字符在LCD显示的行
pos：设置CGRAM位置
str：字符内容
*/
void LCDSetChar(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char pos, unsigned char *str){
unsigned char i;
// 1.构造自定义字符，确定CGRAM位置
for(i=0;i<8;i++){
/*
确定CGRAM位置
0x40是CGRAM第一个起始位置，pos是设置第几个位置，一共8个。
*/
LCD1602_WriteCMD(0x40+pos*8+i );
// 构造自定义字符
LCD1602_WriteData(*(str+i));
}
// 2.显示字符
// 设置字符在LCD显示的位置
if(0 == y){
LCD1602_WriteCMD(0x80 | x);
}
else{
// 第二行起始位置是0x40
LCD1602_WriteCMD(0x80 | (0x40+x));
}
// LCD显示字符内容，该地址是CGROM
LCD1602_WriteData(0x00+pos);
}
完整代码
#include <STC12C2052AD.H>
typedef unsigned char uint8;
// 定义引脚
#define LCD1602_DB0_DB7 P1 // 定义LCD1602的数据总线
sbit LCD1602_RS = P3 ^ 2; // 定义LCD1602的RS控制线
sbit LCD1602_RW = P3 ^ 3; // 定义LCD1602的RW控制线
sbit LCD1602_E = P3 ^ 4; // 定义LCD1602的E控制线
sbit LCD1602_Busy = P1 ^ 7; // 定义LCD1602的测忙线（与LCD1602_DB0_DB7关联）
// 定义指令集
/*设置显示模式*/
#define LCD_MODE_PIN8 0x38 // 8位数据线，两行显示
#define LCD_MODE_PIN4 0x28 // 4位数据线，两个显示
#define LCD_SCREEN_CLR 0x01 // 清屏
#define LCD_CURSOR_RET 0x02 // 光标复位
#define LCD_CURSOR_RIGHT 0x06 // 光标右移，显示不移动
#define LCD_CURSOR_LEFT 0x04 // 光标左移，显示不移动
#define LCD_DIS_MODE_LEFT 0x07 // AC自增，画面左移
#define LCD_DIS_MODE_RIGHT 0X05 // AC自增，画面右移
/*光标开关控制*/
#define LCD_DIS_CUR_BLK_ON 0x0f // 显示开，光标开，光标闪烁
#define LCD_DIS_CUR_ON 0x0e // 显示开，光标开，光标不闪烁
#define LCD_DIS_ON 0x0c // 显示开，光标关，光标不闪烁
#define LCD_DIS_OFF 0x08 // 显示关，光标关，光标不闪烁
/*光标、显示移动*/
#define LCD_CUR_MOVE_LEFT 0x10 // 光标左移
#define LCD_CUR_MOVE_RIGHT 0x14 // 光标右移
#define LCD_DIS_MOVE_LEFT 0x18 // 显示左移
#define LCD_DIS_MOVE_RIGHT 0x1c // 显示右移
/**
LCD1602忙碌状态不会接收新指令，因此在发送新指令前先检测是否忙碌。
判断LCD1602_Busy变量的值为低电平则为不忙。
*/
void LCD1602_TestBusy(void){
LCD1602_DB0_DB7 = 0xff; //将数据引脚置为高电平
LCD1602_RS = 0; // 指令状态
LCD1602_RW = 1; // 读状态
LCD1602_E = 1; // 打开LCD显示器读指令
while(LCD1602_Busy); //读取LCD1602_Busy(P1.7)为低电平则结束循环
LCD1602_E = 0; // 关闭LCD显示器读指令
}
/********************************************************************************************
// 写指令程序 //
// 向LCD1602写命令 本函数需要1个指令集的入口参数 //
/********************************************************************************************/
void LCD1602_WriteCMD(uint8 LCD1602_command) {
LCD1602_TestBusy();
//输入的命令赋值给LCD1602_DB0_DB7
LCD1602_DB0_DB7 = LCD1602_command;
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_E = 1;
LCD1602_E = 0;
}
/********************************************************************************************
// 写数据程序 //
// 向LCD1602写数据 //
/********************************************************************************************/
void LCD1602_WriteData(uint8 LCD1602_data){
LCD1602_TestBusy();
LCD1602_DB0_DB7 = LCD1602_data;
LCD1602_RS = 1;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_E = 1;
LCD1602_E = 0;
}
// LCD1602初始化
void LCD1602_Init(void){
LCD1602_WriteCMD(LCD_MODE_PIN8); // 显示模式设置：显示2行，每个字符为5*7个像素
LCD1602_WriteCMD(LCD_DIS_ON); // 显示开及光标设置：显示开，光标关
LCD1602_WriteCMD(LCD_CURSOR_RIGHT); //显示光标移动设置：文字不动，光标右移
LCD1602_WriteCMD(LCD_SCREEN_CLR); // 显示清屏
}
/*
输出字符串
x：数据地址
y：输出的行位置，第一行和第二行
str：输入字符串
*/
void print(uint8 x, uint8 y, uint8 *str){
if(0 == y){
LCD1602_WriteCMD(0x80 | x);
}
else{
// 第二行起始位置是0x40
LCD1602_WriteCMD(0x80 | (0x40+x));
}
while(*str != '\0'){
LCD1602_WriteData(*str++);
}
}
/*
x：LCD显示字符位置
y：设置字符在LCD显示的行
pos：设置CGRAM位置
str：字符内容
*/
void LCDSetChar(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char pos, unsigned char *str){
unsigned char i;
// 1.构造自定义字符，确定CGRAM位置
for(i=0;i<8;i++){
/*
确定CGRAM位置
0x40是CGRAM第一个起始位置，pos是设置第几个位置，一共8个。
*/
LCD1602_WriteCMD(0x40+pos*8+i );
// 构造自定义字符
LCD1602_WriteData(*(str+i));
}
// 2.显示字符
// 设置字符在LCD显示的位置
if(0 == y){
LCD1602_WriteCMD(0x80 | x);
}
else{
// 第二行起始位置是0x40
LCD1602_WriteCMD(0x80 | (0x40+x));
}
// LCD显示字符内容，该地址是CGROM
LCD1602_WriteData(0x00+pos);
}
void main(){
unsigned char str1[] = "Beyound Self";
unsigned char code c1[] = {
0x00,0x00,0x00,0x00,0x1f,0x00,0x00,0x00};
LCD1602_Init();
// 显示自定义内容
LCDSetChar(3,0,0,c1);
print(0x00,1,str1);
while(1);
}
预装8个自定义字符
如果8个字符已经定义好还可以一次全部存储在CGRAM中，使用时候直接调用。
CgramWrite函数一次读取8个字符print2函数用来输出字符
uint8 code Xword[]={
0x18,0x18,0x07,0x08,0x08,0x08,0x07,0x00, //℃，代码 0x00
0x00,0x00,0x00,0x00,0xff,0x00,0x00,0x00, //一，代码 0x01
0x00,0x00,0x00,0x0e,0x00,0xff,0x00,0x00, //二，代码 0x02
0x00,0x00,0xff,0x00,0x0e,0x00,0xff,0x00, //三，代码 0x03
0x00,0x00,0xff,0xf5,0xfb,0xf1,0xff,0x00, //四，代码 0x04
0x00,0xfe,0x08,0xfe,0x0a,0x0a,0xff,0x00, //五，代码 0x05
0x00,0x04,0x00,0xff,0x00,0x0a,0x11,0x00, //六，代码 0x06
0x00,0x1f,0x11,0x1f,0x11,0x11,0x1f,0x00, //日，代码 0x07
};
void CgramWrite(void) {
// 装入CGRAM //
unsigned char i;
LCD1602_WriteCMD(0x06); // CGRAM地址自动加1
LCD1602_WriteCMD(0x40); // CGRAM地址设为从第一个位置开始
for(i=0;i<64;i++) {
LCD1602_WriteData(Xword[i]);// 按数组写入数据
}
}
// a：LCD显示位置 b：显示哪个字符
void print2(unsigned char a,unsigned char t){
LCD1602_WriteCMD(a | 0x80);
LCD1602_WriteData(t);
}
void main(){
LCD1602_Init();
CgramWrite();
while(1){
print2(0x01,0x00);
print2(0x03,0x01);
print2(0x05,0x02);
print2(0x07,0x03);
print2(0x09,0x04);
print2(0x0b,0x05);
print2(0x0d,0x06);
print2(0x0f,0x07);
}
}