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1 LCD1602的认识和使用
1 LCD1602的引脚功能及其和单片机的连接
LCD1602液晶显示器是一种字符型液晶显示模块能够显示ASCII码标准字符和其他一些内置特殊字符还可以有8个自定义字符。它通常分为14条引脚和16引脚两种版本。
以下是主要引脚的功能说明
VSS (GND)电源地。VDD (VCC)正电源输入通常是5V。VL液晶显示偏压信号用来调整LCD1602的显示对比度一般会外接一个电位器来调节这个电压。RS寄存器选择高电平时选择数据寄存器低电平时选择指令寄存器。R/W读/写选择高电平进行读操作低电平进行写操作。E使能端当此引脚由高变低时液晶模块执行命令。D0~D78位双向数据线用于传输指令或数据。A (BLA) 和 K (BLK)仅限16引脚版本背光阳极和阴极。
对于单片机与LCD1602之间的连接可以通过直接控制方式所有控制线都直接连接到单片机上或者间接控制方式四线制工作模式只使用DB4~DB7四位数据线进行通信来实现。后者可以减少对微控制器I/O资源的需求。
2 LCD1602模块的内部结构和工作原理
LCD1602的核心是由字符型液晶显示屏(LCD)、控制驱动主电路HD44780及其扩展驱动电路组成。通过改变施加在液晶材料上的电压强度可以控制液晶分子排列状态的变化进而影响光线透过率从而实现遮光和透光的效果以达到显示目的。此外为了确保屏幕亮度均匀且可调LCD1602还配备了背光源系统提供必要的照明。
3 LCD1602的工作时序
正确理解并遵循LCD1602的工作时序非常重要这是保证可靠通信的关键。例如在写入任何指令之前需要先检查忙标志(BF)以确认当前是否处于空闲状态。如果BF为1则表示LCD正在处理上一条命令此时应等待直到BF变为0再继续下一步操作。同时在每次写入新数据后也需要给定足够的时间延迟让LCD完成内部的数据处理过程。
4 LCD1602的指令说明
LCD1602支持一系列基本指令用以配置显示属性、移动光标位置等。常用的指令包括
0x01清屏指令清除所有显示内容并将光标返回初始位置。0x38设置显示模式为两行显示、5×7点阵字符及8位接口。0x0C开启显示关闭光标。0x06指针加一光标自动右移但画面不动。0x01再次强调清屏指令确保屏幕干净。
5 LCD1602的编程
针对LCD1602的编程主要包括初始化设置、字符显示、字符串显示等功能。初始化阶段主要是配置显示参数如开启显示、关闭光标、禁止光标闪烁等。对于字符显示而言可以通过查找表的方式获取所需字符的点阵编码然后按照指定格式发送给LCD1602。而对于较长的字符串则需要逐个字符依次显示并根据屏幕宽度自动换行。
接下来展示一段完整的代码示例演示如何在LCD1602上显示“Hello World” #include reg52.hsbit RS P2^0; // 寄存器选择
sbit RW P2^1; // 读/写选择
sbit E P2^2; // 使能端// 延迟函数
void delay_ms(unsigned int ms) {unsigned int i, j;for (i ms; i 0; i--)for (j 113; j 0; j--);
}void delay_us(unsigned int us) {_nop_();_nop_();
}// 初始化LCD1602
void LCD_Init() {delay_ms(15); // 延迟15ms等待初始化完成LCD_WriteCommand(0x38); // 设置为8位数据接口双行显示5×7点阵字符delay_ms(5);LCD_WriteCommand(0x0C); // 开启显示关闭光标delay_ms(5);LCD_WriteCommand(0x06); // 光标右移显示不移动delay_ms(5);LCD_WriteCommand(0x01); // 清屏delay_ms(5);
}// 写入命令函数
void LCD_WriteCommand(unsigned char com) {RS 0; // 选择指令寄存器RW 0; // 写操作P0 com; // 将命令发送到数据线上delay_us(10);E 1; // 使能信号拉高delay_us(10);E 0; // 使能信号拉低delay_us(10);
}// 写入数据函数
void LCD_WriteData(unsigned char dat) {RS 1; // 选择数据寄存器RW 0; // 写操作P0 dat; // 将数据发送到数据线上delay_us(10);E 1; // 使能信号拉高delay_us(10);E 0; // 使能信号拉低delay_us(10);
}// 显示字符串函数
void LCD_PrintString(const char *str) {while (*str) {LCD_WriteData(*str);}
}void main() {LCD_Init(); // 初始化LCDLCD_PrintString(Hello World); // 显示字符串while (1);
} 这段代码展示了如何初始化LCD1602以及如何向其发送命令和数据。LCD_Init() 函数负责设置LCD1602的工作模式而 LCD_PrintString() 函数则用于在屏幕上打印字符串。delay_ms() 和 delay_us() 是简单的延时函数用于确保足够的等待时间以适应LCD1602的操作需求。以上代码适用于基于8051架构的单片机如STC89C52等。
请注意实际应用中可能需要根据具体的硬件平台调整引脚定义和延时函数。此外由于不同品牌的LCD1602可能存在细微差异建议参考具体产品的数据手册来优化程序逻辑。
2 不带字库LCD12864 的使用
1 LCD12864的引脚说明
LCD12864是一款图形液晶显示器它没有内置字体库因此所有的字符都需要用户自行定义。它的引脚数量较多通常包括电源、复位、读写控制、数据总线等。详细的引脚定义可以根据具体型号的数据手册获得。
2 LCD12864的模块介绍
LCD12864具有更高的分辨率128x64像素可以用来显示更复杂的图形信息。与LCD1602不同的是LCD12864通常采用ST7920作为控制器芯片支持SPI/IIC等多种通信接口使得它可以更容易地集成到各种嵌入式系统中。
3 不带字库LCD12864的读写时序
与LCD1602类似LCD12864也有严格的读写时序要求。特别是当涉及到读取状态或数据时必须遵守相应的时序图以避免误读错误的数据。对于写操作来说同样需要注意保持适当的延时以便让设备有足够的时间响应命令。
3 LCD12864的点阵结构
LCD12864的每个像素点都是由一个小方格组成的这些小方格构成了整个屏幕的画面。为了在LCD12864上绘制图像开发者需要将图像转换成对应的点阵数据并通过特定的算法将其映射到屏幕上正确的坐标位置。
4 LCD12864的指令说明
LCD12864拥有自己的一套指令集其中包括但不限于
设置显示窗口起始地址。设置页地址。写入数据到指定位置。清除屏幕。控制显示开/关。
5 LCD12864显示字符的取模方法
由于LCD12864不自带字体库所以要显示字符就需要先将字符转换为点阵格式。这一步骤被称为“取模”即根据字符的形状创建出适合LCD12864显示的点阵图案。常见的做法是使用专门的工具软件生成所需的点阵数据。
6 LCD12864显示信息操作示例
下面给出一个简单的例子说明如何在LCD12864上显示一个简单的字符“A”。这里假设已经完成了硬件连接并且初始化了LCD12864。 // 定义字符A的点阵数据
unsigned char A[] {0b00000000,0b00011000,0b00100100,0b01000010,0b01111110,0b01000010,0b01000010,0b01111110
};// 设置显示窗口起始地址
void SetWindow(int x, int y) {// 发送相应指令...
}// 写入点阵数据到指定位置
void WriteBitmap(unsigned char bitmap[], int len) {for (int i 0; i len; i)// 发送bitmap[i]...
}void main() {// 初始化LCD12864...SetWindow(0, 0); // 设置显示窗口起始地址为(0, 0)WriteBitmap(A, sizeof(A)); // 显示字符Awhile (1);
} 这段代码首先定义了一个字符“A”的点阵数据然后通过SetWindow()函数设置了显示窗口的位置最后通过WriteBitmap()函数将点阵数据写入到了LCD12864中。注意实际实现时还需要添加更多的细节比如处理不同的页面地址等。
7 LCD12864的跨屏显示
对于超过单屏大小的内容可以通过分段显示的方法来实现滚动效果。例如当显示的信息超过了当前屏幕的高度时可以逐步更新屏幕顶部或底部的内容从而产生一种连续滚动的效果。
8 带字库LCD12864的显示编程
1 带字库 LCD12864简介
某些版本的LCD12864内嵌了汉字或其他语言的文字库这样可以直接调用预设的字符进行显示简化了开发流程。这类显示器通常也支持更大的字体尺寸能够更好地满足文本显示的需求。
2 带字库LCD12864的基本指令
除了上述提到的基础指令之外带字库的LCD12864还会额外提供一些用于访问内置字体库的命令。例如可以选择不同的字体样式、大小甚至加载自定义字体。
3 汉字显示坐标
在显示汉字时需要指定其在屏幕上的确切位置。一般来说汉字占用的空间比普通西文字符更大所以在布局时要考虑这一点。通常情况下汉字会被放置在一个固定的矩形区域内该区域的左上角坐标决定了汉字的具体位置。
4 带字库LCD12864 显示编程示例
以下是一个简单的示例展示了如何在带有内置汉字库的LCD12864上显示中文字符“你好”。 // 发送命令到LCD12864
void SendCommand(unsigned char cmd) {// 实现发送命令的具体逻辑...
}// 显示汉字
void ShowChineseChar(unsigned char code) {// 根据code值查找对应的汉字点阵数据并发送到LCD12864...
}void main() {// 初始化LCD12864...SendCommand(CMD_SET_WINDOW); // 设置显示窗口ShowChineseChar(你); // 显示汉字你ShowChineseChar(好); // 显示汉字好while (1);
} 在这个例子中ShowChineseChar() 函数接收一个代表汉字的代码值并据此从内置字体库中检索出相应的点阵数据随后将其发送到LCD12864上进行显示。
9 OLED屏
1 OLED 简介
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode, OLED)是一种新型的显示技术它利用有机材料在电流作用下发光的特性来构成图像。相比于传统的LCDOLED不需要背光源因此可以做得更薄、更轻并且拥有更好的对比度和色彩表现力。
2 OLED屏的应用模块化编程示例
OLED屏幕因其出色的显示质量和较低的成本在许多便携式电子设备中得到了广泛应用。为了便于编程通常会将OLED相关的功能封装成几个独立的模块如初始化、画点、画线、填充矩形等。这样做不仅提高了代码的可读性和维护性而且也方便了后续的功能扩展。
下面给出一个基于SSD1306控制器的OLED屏的简单示例展示了如何初始化OLED屏并在上面绘制基本图形。 #include ssd1306.hvoid setup() {ssd1306_init(); // 初始化OLED屏ssd1306_clear_screen(); // 清屏
}void loop() {ssd1306_draw_pixel(10, 10); // 在(10, 10)处画一个点ssd1306_draw_line(20, 20, 60, 60); // 画一条从(20, 20)到(60, 60)的直线ssd1306_fill_rect(80, 80, 40, 20); // 在(80, 80)处填充一个宽40高20的矩形ssd1306_update_screen(); // 更新屏幕显示while (1);
} 这段代码首先初始化了OLED屏并清除了现有的内容接着分别调用了三个绘图函数来创建不同的图形元素最后调用ssd1306_update_screen()刷新整个屏幕。这种方法非常适合初学者学习和实践OLED屏的基本操作。
A/D与D/A的应用入门
1 任务书——温度及电压监测仪
本章将探讨如何构建一个简单的温度及电压监测仪它能够实时测量环境温度和输入电压并通过数字显示输出结果。此项目不仅涵盖了模数转换A/D和数模转换D/A的基本原理还涉及到了具体的硬件连接、编程实现等内容。我们将使用ADC0809作为A/D转换器来采集模拟信号而DAC0832则用于产生模拟输出。
2 A/D转换
1 A/D和D/A简介
在电子系统中A/D转换是指将连续变化的模拟信号转变为离散数值表示的过程相反地D/A转换则是指从数字值恢复成模拟信号的操作。这两个过程对于连接模拟世界和数字处理系统至关重要。例如在温度监控应用中传感器产生的电压随温度变化而变化需要经过A/D转换后才能被微控制器识别并处理。同样地当需要生成特定的模拟电压时比如控制电机的速度或亮度调节就需要用到D/A转换器。
2 典型A/D芯片ADC0809介绍
ADC0809是一款常用的8位逐次逼近式A/D转换器具有8路模拟输入通道可通过外部地址线选择其中一路进行转换。其内部包含一个多路开关、采样保持电路、比较器以及编码逻辑等组件。该器件支持单电源供电工作电压范围为5V±10%并且内置了2.56V参考电压源。为了确保准确度建议在使用前对参考电压进行校准。
3 ADC0809应用示例
以MCS-51系列单片机为核心我们可以设计一套简易的直流数字电压表。这里的关键在于正确配置ADC0809的各项参数并编写相应的驱动程序。下面是一个简化的初始化流程 // 定义控制引脚
sbit START P2^0; // 启动转换
sbit OE P2^1; // 输出允许
sbit ALE P2^2; // 地址锁存使能
sbit EOC P3^0; // 转换结束标志void ADC_Init() {// 设置通道选择P1 (P1 0xF0) | channel; // 假设channel为所选通道号ALE 1;delay_us(10); // 等待地址稳定ALE 0;// 开始转换START 0;delay_us(10);START 1;// 等待转换完成while (!EOC);// 读取数据OE 1;ADC_Value P0;OE 0;
} 这段代码展示了如何设置ADC0809的工作模式并启动一次完整的A/D转换操作。注意实际应用中还需要考虑更多的细节如错误处理机制、多通道轮询等。
3 LM35温度传感器的认识和使用
1 LM35的外形及特点
LM35是一种线性温度传感器它的输出电压与摄氏温度呈正比关系每升高一度增加10mV。这意味着我们可以通过测量输出电压来确定当前温度。此外LM35还具备低功耗特性适合长时间运行的应用场景。更重要的是它不需要额外的校准就能提供高精度的温度读数。
2 LM35 的典型应用电路分析
为了获得最佳性能LM35应该直接连接到电源和地之间同时保证输入端没有外部电阻分压网络干扰。如果希望提高抗干扰能力可以在电源线上添加去耦电容。另外考虑到长距离传输可能导致噪声引入最好是在靠近传感器的地方安装滤波电容。
3 LM35的应用电路连接及温度转换编程
接下来展示一个完整的例子说明如何结合ADC0809和LM35来构建一个温度监测系统。假设已经完成了必要的硬件搭建则可以按照如下步骤编写软件部分 unsigned char Read_Temperature() {unsigned int adc_value;float temperature;// 初始化ADC0809ADC_Init();// 获取ADC值adc_value ADC_Read(channel_for_lm35);// 计算温度temperature adc_value * (5.0 / 256) * 100; // 将ADC值转换为电压再转换为温度return (unsigned char)(temperature 0.5); // 四舍五入取整
}void main() {while (1) {unsigned char temp Read_Temperature();// 显示温度...}
} 在这个例子中Read_Temperature() 函数负责调用ADC0809读取来自LM35的电压信号并将其转换为对应的温度值。然后主循环不断重复这一过程以便持续更新显示的温度信息。
4 电压源
对于温度及电压监测仪来说稳定的电压源是必不可少的。通常情况下我们会选择稳压IC如7805来确保输出电压恒定不变。此外为了减少纹波和其他形式的干扰还可以在输入端加入适当的滤波元件如电解电容和平滑电容。
5 温度及电压监测仪的程序代码示例及分析
综合以上各个模块的功能最终形成的完整程序应当包括但不限于以下几方面初始化所有外设接口、周期性地执行A/D转换以获取最新的温度和电压数据、根据需要调整显示格式并将结果显示出来。具体实现时可以根据实际需求灵活调整各个部分的具体逻辑。
6 知识链接——D/A转换芯片 DAC0832及应用
1 DAC0832的内部结构和引脚功能
DAC0832是另一种常见的8位数模转换器它由一个R-2R梯形电阻网络构成可以接收并行输入的数据字节并据此输出相应比例的模拟电压。除了基本的数据输入引脚外DAC0832还包括了写入命令WR1, WR2、片选信号CS以及输出缓冲放大器XFER。这些额外的控制信号使得DAC0832非常适合于多通道或多级联的应用场合。
2 单片机实训台典型D/A模块介绍
在一个典型的单片机实训台上DAC0832往往与其他外围设备一起集成在一个板子上形成所谓的“D/A模块”。这样的模块不仅简化了开发者的布线工作而且也提高了系统的可靠性和稳定性。用户只需关注核心算法的设计而不必过分担心底层硬件层面的问题。
3 DAC0832采用I/O方式编程示例
下面给出一段基于I/O方式控制DAC0832输出指定电压水平的代码片段 #define DAC0832_CS P2^7
#define DAC0832_WR1 P2^6
#define DAC0832_XFER P2^5void DAC_Write(unsigned char dac_data) {// 设置片选有效DAC0832_CS 0;// 写入数据P0 dac_data;DAC0832_WR1 0;delay_us(1); // 短暂延时确保数据稳定DAC0832_WR1 1;// 恢复片选无效状态DAC0832_CS 1;
}void main() {// 初始化DAC0832DAC0832_CS 1;DAC0832_WR1 1;DAC0832_XFER 1;// 设置初始输出电压DAC_Write(initial_voltage_value);while (1) {// 动态调整输出电压...}
} 在这段代码里DAC_Write() 函数用来向DAC0832发送新的数字值从而改变输出的模拟电压。值得注意的是每次更新之前都要先拉低片选信号CS之后再触发写入脉冲WR1最后再次释放CS。这样做是为了确保每一次操作都能准确无误地被执行。
4 DAC0832采用扩展地址方式编程示例
除了直接通过I/O端口进行通信之外DAC0832还可以利用扩展地址的方式来访问不同的寄存器或通道。这种方式特别适用于那些拥有多个DAC单元的复杂系统。下面是一个简单实例演示了如何利用这种方式编程 void DAC_Write_Extended(unsigned char address, unsigned char dac_data) {// 设置片选有效DAC0832_CS 0;// 写入地址P0 address;DAC0832_WR2 0;delay_us(1);DAC0832_WR2 1;// 写入数据P0 dac_data;DAC0832_WR1 0;delay_us(1);DAC0832_WR1 1;// 恢复片选无效状态DAC0832_CS 1;
}void main() {// 初始化DAC0832DAC0832_CS 1;DAC0832_WR1 1;DAC0832_WR2 1;DAC0832_XFER 1;// 设置初始输出电压DAC_Write_Extended(DAC_CHANNEL_A, initial_voltage_value);while (1) {// 动态调整输出电压...}
} 在此版本中增加了对DAC_Write_Extended() 函数的支持允许程序员指定要操作的具体通道。这为后续可能涉及到的多通道管理提供了便利。
综上所述通过对A/D和D/A转换的理解及其相关硬件的选择与编程实践我们可以构建出功能强大且实用的嵌入式控制系统。无论是简单的温度监测还是更为复杂的自动化解决方案掌握好这些基础知识都是非常重要的。
