LCD1602液晶屏（续）

从前面的分析中知道，在HD44780控制芯片忙的时候，是不能对其进行写入操作的，所以在写入指令或数据时都需要进行判忙的操作，其时序如下图所示（8位数据模式）。

从上图中可看到，当HD44780在执行内部操作时，其数据的最高位DB7为高电平，表示忙，只有内部操作结束时，DB7才为低电平，表示空闲，这时才能对HD44780进行写入操作。为了方便，一般通过C语言把以上“判忙”这一过程封装成一个函数，如下所示（C51，以下同）。

bit Busy(void)
{
    unsigned char value;
    LCD_EN = 1;                //使能端拉高电平
    _nop_();                   //调用汇编指令延时一个空指令周期
    value = DataPort;          //读取数据
    LCD_EN = 0;                //忙信号结束，拉低使能端电平
    _nop_();                 　//调用汇编指令延时一个空指令周期
    return (bit)(value & 0x80);//返回1为忙，0为不忙
}

一般情况下，判忙是为了等待，即忙则等待，直到不忙为止，因此，还可以进一步封装成一个“忙等待”函数，如下所示。

void WaitForEnable(void)
{
    DataPort = 0xff;        //数据线电平拉高
    LCD_RS = 0;             //选择指令寄存器
    LCD_RW = 1;             //选择读方式
    while(Busy());          //忙等待
}

有了忙等待函数，就可以封装出其他函数了。接下来封装”写指令“函数，写指令可根据需要进行判忙或不判忙选择，依据前面给出的写操作时序，函数代码如下所示。

void LcdWriteCommand(unsigned char cmd, unsigned char busy)
{
    if(busy)　　　　　　　　　　　　//若busy为1则判忙，否则不判忙
      WaitForEnable();        　 //忙等待
    LCD_RS = 0;                 //选择指令寄存器
    LCD_RW = 0;                 //选择写方式
    _nop_();             　　　　//调用汇编指令延时一个空指令周期
    LCD_EN = 1;                 //使能端拉高电平
    _nop_();             　　　　//调用汇编指令延时一个空指令周期
    DataPort = cmd;             //把命令数据送到数据线上
    _nop_();             　　　　//调用汇编指令延时一个空指令周期
    LCD_EN = 0;                 //拉低使能端电平，完成写入
    _nop_();             　　　　//调用汇编指令延时一个空指令周期
}

以同样的方式，可以封装出一个”写数据“的函数，写数据都需要先判忙，函数代码如下所示。

void LcdWriteData(unsigned char data)
{
    WaitForEnable();        　//忙等待
    LCD_RS = 1;               //选择数据寄存器
    LCD_RW = 0;               //选择写方式
    _nop_();           　　　　//调用汇编指令延时一个空指令周期
    LCD_EN = 1;               //使能端拉高电平
    _nop_();           　　　　//调用汇编指令延时一个空指令周期
    DataPort = data;          //把显示数据送到数据线上
    _nop_();           　　　　//调用汇编指令延时一个空指令周期
    LCD_EN = 0;               //拉低使能端电平，完成写入
    _nop_();           　　　　//调用汇编指令延时一个空指令周期
}

有了写指令的函数之后，”初始化“函数也可以写了，依据前面的初始化过程，函数代码如下所示（8位数据模式）。

void LcdInit(bit N, bit ID, bit S, bit D, bit C, bit B)
{
    unsigned char cmd = 0x30;
    LcdWriteCommand(cmd, 0); 　　　 //写第一次
    Delay_nms(5);                  //延时5ms
    LcdWriteCommand(cmd, 0);     　//写第二次
    Delay_nms(1);                  //延时1ms
    LcdWriteCommand(cmd, 0);       //写第三次
    if(N)
        cmd |= 0x08;               //双行
    else
        cmd &= ~0x08;              //单行
    LcdWriteCommand(cmd, 1);       //确定显示行数及字形大小，检测忙信号
    LcdWriteCommand(0x08, 1);      //关闭显示，检测忙信号
    LcdWriteCommand(0x01, 1);      //清屏，检测忙信号
    cmd = 0x04;
    if(ID)
        cmd |= 0x02;               //AC递增
    else
        cmd &= ~0x02;              //AC递减
    if(S)
        cmd |= 0x01;               //画面移动
    else
        cmd &= ~0x01;              //光标移动
    LcdWriteCommand(cmd, 1);       //配置进入模式，检测忙信号
    cmd = 0x08;
    if(D)
        cmd |= 0x04;               //开启显示
    else
        cmd &= ~0x04;              //关闭显示
    if(C)
        cmd |= 0x02;               //显示光标
    else
        cmd &= ~0x02;              //不显示光标
    if(B)
        cmd |= 0x01;               //开启闪烁
    else
        cmd &= ~0x01;              //关闭闪烁
    LcdWriteCommand(cmd, 1);       //屏幕显示、光标显示、闪烁等配置，检测忙信号
    LcdWriteCommand(0x02, 1);      //光标复位
}

接下来需要封装一个”光标定位“函数，用于确定欲显示字符的起始位置，函数代码如下所示。

void LocateXY(char posX, char posY)
{
    unsigned char temp;
    temp = posX & 0x0f;       //屏蔽高4位,限定横坐标X的范围为0~15
    posY &= 0x01;             //屏蔽高7位,限定纵坐标Y的范围为0~1
    if(posY)
      temp |= 0x40;           //第二行显示，地址码+0x40，因第二行起始地址为0x40
    temp |= 0x80;             //设定DDRAM地址的指令DB7恒为1（即0x80）
    LcdWriteCommand(temp, 1); //把命令temp写入LCD中，检测忙信号
}

接下来封装一个“显示单字符”函数，用于在确定位置显示一个字符，函数代码如下所示。

void DisplayOneChar(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char data)
{
    LocateXY(x, y);          //定位欲显示字符的位置
    LcdWriteData(data);    　//将要显示的数据data写入LCD
}

最后可以封装一个“显示字符串”函数，用于一次性显示多个字符，函数代码如下所示。

void DisplayString(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char const *ptr)
{
    unsigned char i, j=0;
    while(ptr[j] > 31)
      j++;              　　　　//ptr[j]>31时为ASCII码，j累加，计算出字符串长度
    for(i=0; i<j; i++)
    {
         DisplayOneChar(x++, y, ptr[i]);  //显示单个字符，同时x坐标递增
         if(x == 16)
         {
              x = 0;
              y ^= 1;         //当每行显示超过16个字符时换行继续显示
         }
    }
}

一般应用拥有以上函数就够了，但也可以根据需要再封装一下其他函数，这里再封装一个获取当前光标所在地址（AC）的函数，即”读取光标位置“函数，依据前面给出的读操作时序，函数代码如下所示。

unsigned char LcdReadAC(void)
{
    unsigned char value;
    WaitForEnable();        //忙等待
    DataPort = 0xff;        //数据线电平拉高
    LCD_RS = 0;             //选择指令寄存器
    LCD_RW = 1;             //选择读方式
    _nop_();                //调用汇编指令延时一个空指令周期
    LCD_EN = 1;             //使能端拉高电平
    _nop_();                //调用汇编指令延时一个空指令周期
    value = DataPort;       //读取数据
    LCD_EN = 0;             //拉低使能端电平
    _nop_();                //调用汇编指令延时一个空指令周期
    return (value & 0x7f);  //返回低7位的AC值
}

以同样的方式，可以封装出一个”读数据“的函数，函数代码如下所示，其参数为欲读取的内容所在地址。

unsigned char LcdReadData(unsigned char AC)
{
    unsigned char value;
    LcdWriteCommand((AC | 0x80), 1);  //定位欲读取的地址
    WaitForEnable();        　　　　　　//检测忙信号
    DataPort = 0xff;        　　　　　　//数据线电平拉高
    LCD_RS = 1;               　　　　 //选择数据寄存器
    LCD_RW = 1;               　　　　 //选择读方式
    _nop_();           　　　　　　　　 //调用汇编指令延时一个空指令周期
    LCD_EN = 1;               　　　　 //使能端拉高电平
    _nop_();           　　　　　　　　 //调用汇编指令延时一个空指令周期
    value = DataPort;         　　　　 //读取数据
    LCD_EN = 0;               　　　　 //拉低使能端电平
    _nop_();           　　　　　　　　 //调用汇编指令延时一个空指令周期
    return value;        　　　　　　　 //返回读取到的内容
}

接下来再封装一个“光标移动”函数，用于移动光标，其参数为0时光标左移，为1时光标右移，函数代码如下所示。

void CursorMove(bit dir)
{
    if(dir)
        LcdWriteCommand(0x14, 1);  //光标右移
    else
        LcdWriteCommand(0x10, 1);  //光标左移
}

以同样的方式，可以再封装出一个”画面移动“的函数，用于移动画面，其参数为0时画面左移，为1时画面右移，函数代码如下所示。

void ImageMove(bit dir)
{
    if(dir)
        LcdWriteCommand(0x1c, 1);    //画面右移
    else
        LcdWriteCommand(0x18, 1);    //画面左移
}

最后还需要封装一个上面初始化函数中用到的毫秒级延时函数，函数代码如下所示，该函数的延时时间与单片机相关，这里是51单片机12MHz晶振为例，若用其他单片机应酌情更改。

void Delay_nms(unsigned int ms)
{
    unsigned int x,y;
    for(x=ms; x>0; x--)
        for(y=110; y>0; y--);
}

实际使用时，上面的所有函数可写在一个C语言文件，然后把相关的定义放在头文件中，主程序只需要把该文件添加进工程，即可调用所有的函数了。头文件一般作如下定义。

//========================引脚宏定义========================
sbit LCD_RS = P1^0;      //RS脚输出高电平
sbit LCD_RW = P1^1;      //RW脚输出高电平
sbit LCD_EN = P2^5;      //EN脚输出高电平
//========================端口宏定义========================
#define DataPort P0       //P0为数据端口
//========================初始化参数的宏定义========================
#define SINGLE 0          //单行显示
#define DOUBLE 1          //双行显示
#define INC 1             //AC递增
#define DEC 0             //AC递减
#define SHIFT 1           //画面滚动
#define NOSHIFT 0         //画面不动
#define OPEN 1            //打开显示
#define CLOSE 0           //关闭显示
#define SHOW 1            //显示光标
#define NOSHOW 0          //不显示光标
#define BLINK 1           //光标闪烁
#define NOBLINK 0         //光标不闪烁
#define LEFT 0            //向左移动
#define RIGHT 1           //向右移动
//===========================函数声明============================
void Delay_nms(unsigned int ms); //延时n毫秒
bit Busy(void);                    //判忙
void WaitForEnable(void);         //忙等待
void LcdWriteData(unsigned char data);         //写数据
unsigned char LcdReadData(unsigned char AC);     //读某地址的数据
void LcdWriteCommand(unsigned char cmd, unsigned char busy); //写命令
unsigned char LcdReadAC(void);             //读当前地址
void LcdInit(bit N, bit ID, bit S, bit D, bit C, bit B);//初始化
void LocateXY(char posx, char posy);    //定位显示位置
void DisplayOneChar(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char data); //显示单字符
void DisplayString(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char const *ptr);//显示字符串
void CursorMove(bit dir);      //光标移动
void ImageMove(bit dir);      //画面滚动

在使用时，根据实际的连接情况，只需要更改上述头文件中的“引脚宏定义”和“端口宏定义”部分，其余均不需要改动。