51单片机与LCD1602的通信代码

一 . 51 单片机与 LCD1602 的通信代码概述

LCD1602 是一种字符型液晶显示器，可显示 2 行 16 列字符，51 单片机与它的通信基于并行接口（8 位数据总线），通过控制引脚和时序配合实现数据传输。

1. 硬件连接（代码中定义的引脚）

• 数据总线（8 位）：通过P0 口与LCD的8pin数据总线连接，用于传输命令或数据.
• 控制引脚(将单片机特定IO口定义为一下形式)：
  • LCD_RS（寄存器选择）：0 表示传输命令（如初始化、清屏），1 表示传输数据（如字符）。
  • LCD_RW（读写选择）：0 表示写操作（单片机→LCD），1 表示读操作（LCD→单片机，代码中未使用，固定为 0）。
  • LCD_EN（使能信号）：高电平有效，下降沿时 LCD 锁存总线上的数据 / 命令（核心控制信号）。

// 引脚配置（硬件连接定义） sbit LCD_RS = P2^6; // RS引脚接P2.6（寄存器选择：0=命令，1=数据） sbit LCD_RW = P2^5; // RW引脚接P2.5（读写选择：0=写，1=读） #define LCD_DataPort P0 // 数据口接P0（8位数据总线） sbit LCD_EN = P2^7; // EN引脚接P2.7（使能信号：高脉冲锁存数据）

2. 通信时序（写操作流程）

51 单片机向 LCD1602 写入数据 / 命令的核心流程如下（以写命令为例）：

1. 设置 RS 和 RW：LCD_RS=0（传输命令）、LCD_RW=0（写）。
2. 输出数据 / 命令：将 8 位命令通过LCD_DataPort（P0 口）输出到 LCD。
3. 产生使能脉冲：LCD_EN=1（LCD 准备接收）→ 延时（确保数据稳定）→LCD_EN=0（下降沿锁存数据，LCD 开始处理）。
4. 等待处理完成：延时一段时间（LCD_Delay），确保 LCD 完成命令 / 数据的处理（避免连续操作导致错误）。

void LCD_WriteCommand(unsigned char Command) { LCD_RS = 0; // RS=0：表示传输命令 LCD_RW = 0; // RW=0：表示写操作 LCD_DataPort = Command; // 命令通过数据口输出 LCD_EN = 1; // EN=1：使能信号有效，LCD准备锁存数据 LCD_Delay(); // 延时等待数据稳定 LCD_EN = 0; // EN=0：下降沿锁存命令，完成写入 LCD_Delay(); // 延时等待LCD处理命令 }

写数据的流程与写命令完全相同，仅需将LCD_RS设为 1。

3. 初始化流程

LCD1602 上电后需先初始化才能正常工作，代码中LCD_Init函数按以下步骤传输命令：

1. 0x38：功能设置→8 位数据接口、2 行显示、5×7 点阵字符（适配 LCD1602 硬件特性）。
2. 0x0c：显示控制→开启显示、关闭光标、光标不闪烁（根据需求配置显示状态）。
3. 0x06：输入方式→数据写入后光标自动右移，屏幕不滚动（确保后续字符连续显示）。
4. 0x01：清屏→清除所有显示内容，光标复位到左上角（初始化完成后准备显示）.

void LCD_Init() { LCD_WriteCommand(0x38); // 功能设置：8位数据接口，2行显示，5×7点阵字符 LCD_WriteCommand(0x0c); // 显示控制：显示开，光标关，光标不闪烁 LCD_WriteCommand(0x06); // 输入方式设置：数据写入后光标自动右移，屏幕不滚动 LCD_WriteCommand(0x01); // 清屏命令：清除所有显示内容，光标复位到原点 }

4.字符显示

LCD1602 内部有字符发生器 ROM（CGROM），存储了常用 ASCII 码字符的点阵数据。当单片机发送字符的 ASCII 码（如'A'的 0x41），LCD 会自动从 CGROM 中读取对应点阵并显示。

5.光标定位

通过函数LCD_SetCursor用于设置 LCD1602 液晶显示器的光标位置，以便从光标所在位置开始并往后写入字符或字符串或数据。下面结合 LCD1602 的硬件特性和代码逻辑详细解释：

1. 函数功能与参数

• 功能：将 LCD1602 的光标定位到指定的行（Line）和列（Column），后续的写数据操作会从该位置开始显示。
• 参数：
  • Line：行位置，范围1~2（LCD1602 通常为 2 行显示）。
  • Column：列位置，范围1~16（LCD1602 每行可显示 16 个字符）。

2. 核心原理：LCD1602 的地址映射

LCD有2行16列一共32个方格,每个方格显示一个字符,每个方格都是一个5×7的点阵.

LCD1602 内部有一块DDRAM（数据显示存储器），每个方格在 DDRAM 中存在一个唯一地址。要在指定位置显示字符，需先通过命令将光标定位到特定方格。

• DDRAM 地址规则：
  • 第 1 行所有方格的地址范围为0x00 ~ 0x0F（对应列 1~16）。
  • 第 2 行方格的地址范围为0x40 ~ 0x4F（对应列 1~16）。
• 设置 DDRAM 地址的命令格式：0x80 | 地址值（0x80是固定前缀，用于告知 LCD 这是一个 “设置 DDRAM 地址” 的命令，后续 7 位为某个方格的地址）。

void LCD_SetCursor(unsigned char Line, unsigned char Column) { if (Line == 1) { // 行1：设置光标到特定位置的命令格式: 0x80 | 地址值 //假设要将光标设置在第一行第一列的方格中,该方格的地址值为0x00,所以代码为(Column - 1) LCD_WriteCommand(0x80 | (Column - 1)); } else if (Line == 2) { // 行2： LCD_WriteCommand(0x80 | (Column - 1 + 0x40)); } }

6.数字 / 进制转换

数字（如 123）需先拆分为单个数字（1、2、3），转换为 ASCII 码（'1'=0x31等）后，再按字符显示流程发送给 LCD。十六进制 / 二进制同理，需先拆分每一位并转换为对应字符（A~F 或 0~1）。

二 . LCD1602.c

#include <REGX52.H> // 51单片机寄存器定义头文件 // 引脚配置（硬件连接定义） sbit LCD_RS = P2^6; // RS引脚接P2.6（寄存器选择：0=命令，1=数据） sbit LCD_RW = P2^5; // RW引脚接P2.5（读写选择：0=写，1=读） #define LCD_DataPort P0 // 数据口接P0（8位数据总线） sbit LCD_EN = P2^7; // EN引脚接P2.7（使能信号：高脉冲锁存数据） // 内部函数定义（用户无需直接调用） /** * @brief LCD1602延时函数 * @param 无 * @retval 无 * @note 12MHz晶振下，该函数执行约1ms，用于满足LCD时序要求 */ void LCD_Delay() { unsigned char i, j; i = 2; j = 239; do { while (--j); // 内层循环：239次递减 } while (--i); // 外层循环：2次递减（总延时≈1ms） } /** * @brief 向LCD1602写入命令 * @param Command 要写入的命令（8位二进制，参考LCD1602 datasheet） * @retval 无 * @note 命令用于配置LCD（如初始化、设置光标、清屏等） */ void LCD_WriteCommand(unsigned char Command) { LCD_RS = 0; // RS=0：表示写入命令 LCD_RW = 0; // RW=0：表示写操作 LCD_DataPort = Command; // 命令通过数据口输出 LCD_EN = 1; // EN=1：使能信号有效，LCD准备锁存数据 LCD_Delay(); // 延时等待数据稳定 LCD_EN = 0; // EN=0：下降沿锁存命令，完成写入 LCD_Delay(); // 延时等待LCD处理命令 } /** * @brief 向LCD1602写入数据 * @param Data 要写入的数据（8位ASCII码，对应显示字符） * @retval 无 * @note 数据用于在LCD上显示（如字符、数字等） */ void LCD_WriteData(unsigned char Data) { LCD_RS = 1; // RS=1：表示写入数据 LCD_RW = 0; // RW=0：表示写操作 LCD_DataPort = Data; // 数据通过数据口输出 LCD_EN = 1; // EN=1：使能信号有效，LCD准备锁存数据 LCD_Delay(); // 延时等待数据稳定 LCD_EN = 0; // EN=0：下降沿锁存数据，完成写入 LCD_Delay(); // 延时等待LCD处理数据 } /** * @brief 设置LCD1602光标位置 * @param Line 行位置，范围：1~2 * @param Column 列位置，范围：1~16 * @retval 无 * @note LCD1602内部有地址映射，行1起始地址0x00，行2起始地址0x40 */ void LCD_SetCursor(unsigned char Line, unsigned char Column) { if (Line == 1) { // 行1：地址=0x80（命令前缀） + (列号-1)（列偏移） LCD_WriteCommand(0x80 | (Column - 1)); } else if (Line == 2) { // 行2：地址=0x80（命令前缀） + 0x40（行2偏移） + (列号-1)（列偏移） LCD_WriteCommand(0x80 | (Column - 1 + 0x40)); } } /** * @brief LCD1602初始化函数 * @param 无 * @retval 无 * @note 按LCD1602时序要求，依次发送初始化命令 */ void LCD_Init() { LCD_WriteCommand(0x38); // 功能设置：8位数据接口，2行显示，5×7点阵字符 LCD_WriteCommand(0x0c); // 显示控制：显示开，光标关，光标不闪烁 LCD_WriteCommand(0x06); // 输入方式设置：数据写入后光标自动右移，屏幕不滚动 LCD_WriteCommand(0x01); // 清屏命令：清除所有显示内容，光标复位到原点 } /** * @brief 在LCD1602指定位置显示单个字符（实现） * @param Line 行位置，范围：1~2 * @param Column 列位置，范围：1~16 * @param Char 要显示的字符 * @retval 无 * @note 先设置光标位置，再写入字符数据 */ void LCD_ShowChar(unsigned char Line, unsigned char Column, char Char) { LCD_SetCursor(Line, Column); // 设置光标到目标位置 LCD_WriteData(Char); // 写入字符数据（ASCII码） } /** * @brief 在LCD1602指定位置显示字符串（实现） * @param Line 起始行位置，范围：1~2 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param String 要显示的字符串 * @retval 无 * @note 循环写入字符串中的每个字符，直到遇到'\0'结束符 */ void LCD_ShowString(unsigned char Line, unsigned char Column, char *String) { unsigned char i; LCD_SetCursor(Line, Column); // 设置起始光标位置 for (i = 0; String[i] != '\0'; i++) // 遍历字符串 { LCD_WriteData(String[i]); // 逐个写入字符 } } /** * @brief 内部辅助函数：计算X的Y次方（用于数字拆分） * @param X 底数（此处固定为10/16/2，对应十进制/十六进制/二进制） * @param Y 指数（数字位数） * @retval 计算结果（X^Y） */ int LCD_Pow(int X, int Y) { unsigned char i; int Result = 1; for (i = 0; i < Y; i++) { Result *= X; // 循环相乘Y次 } return Result; } /** * @brief 在LCD1602指定位置显示无符号数字（实现） * @param Line 起始行位置，范围：1~2 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字 * @param Length 显示位数 * @retval 无 * @note 按位拆分数字（如123拆分为1、2、3），转换为ASCII码后显示 */ void LCD_ShowNum(unsigned char Line, unsigned char Column, unsigned int Number, unsigned char Length) { unsigned char i; LCD_SetCursor(Line, Column); // 设置起始位置 for (i = Length; i > 0; i--) // 从高位到低位处理 { // 取第i位数字（如i=3时，123 / 100 %10 = 1），加'0'转换为ASCII码 LCD_WriteData(Number / LCD_Pow(10, i - 1) % 10 + '0'); } } /** * @brief 在LCD1602指定位置显示有符号数字（实现） * @param Line 起始行位置，范围：1~2 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字 * @param Length 显示位数（含符号位） * @retval 无 * @note 先显示符号（+/-），再按无符号数处理绝对值 */ void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line, unsigned char Column, int Number, unsigned char Length) { unsigned char i; unsigned int Number1; // 用于存储绝对值（转为无符号处理） LCD_SetCursor(Line, Column); if (Number >= 0) { LCD_WriteData('+'); // 正数显示'+' Number1 = Number; } else { LCD_WriteData('-'); // 负数显示'-' Number1 = -Number; // 取绝对值 } // 后续处理与无符号数相同（Length已包含符号位，实际数字位数为Length-1） for (i = Length; i > 0; i--) { LCD_WriteData(Number1 / LCD_Pow(10, i - 1) % 10 + '0'); } } /** * @brief 在LCD1602指定位置显示十六进制数字（实现） * @param Line 起始行位置，范围：1~2 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字 * @param Length 显示位数 * @retval 无 * @note 0~9直接显示，10~15转换为A~F显示 */ void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line, unsigned char Column, unsigned int Number, unsigned char Length) { unsigned char i, SingleNumber; // SingleNumber存储每一位十六进制数 LCD_SetCursor(Line, Column); for (i = Length; i > 0; i--) { SingleNumber = Number / LCD_Pow(16, i - 1) % 16; // 取第i位十六进制数 if (SingleNumber < 10) { LCD_WriteData(SingleNumber + '0'); // 0~9：直接加'0'转ASCII } else { LCD_WriteData(SingleNumber - 10 + 'A'); // 10~15：转A~F } } } /** * @brief 在LCD1602指定位置显示二进制数字（实现） * @param Line 起始行位置，范围：1~2 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字 * @param Length 显示位数 * @retval 无 * @note 按位拆分二进制数，每一位为0或1，直接显示 */ void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line, unsigned char Column, unsigned int Number, unsigned char Length) { unsigned char i; LCD_SetCursor(Line, Column); for (i = Length; i > 0; i--) { // 取第i位二进制数（如i=3时，Number / 2^(i-1) %2），加'0'转ASCII LCD_WriteData(Number / LCD_Pow(2, i - 1) % 2 + '0'); } }

三 . LCD1602.h

#ifndef __LCD1602_H__ // 防止头文件重复包含 #define __LCD1602_H__ // 用户可调用的函数声明 /** * @brief LCD1602初始化函数 * @param 无 * @retval 无 * @note 初始化完成后，LCD1602进入可显示状态 */ void LCD_Init(); /** * @brief 在LCD1602指定位置显示单个字符 * @param Line 行位置，范围：1~2（LCD1602共2行） * @param Column 列位置，范围：1~16（每行16个字符） * @param Char 要显示的字符（ASCII码字符） * @retval 无 */ void LCD_ShowChar(unsigned char Line, unsigned char Column, char Char); /** * @brief 在LCD1602指定位置开始显示字符串 * @param Line 起始行位置，范围：1~2 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param String 要显示的字符串（以'\0'结尾） * @retval 无 * @note 字符串长度超过剩余显示位置时，超出部分不显示 */ void LCD_ShowString(unsigned char Line, unsigned char Column, char *String); /** * @brief 在LCD1602指定位置开始显示无符号数字 * @param Line 起始行位置，范围：1~2 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字，范围：0~65535（16位无符号数） * @param Length 要显示的数字位数，范围：1~5（不足补前导0） * @retval 无 */ void LCD_ShowNum(unsigned char Line, unsigned char Column, unsigned int Number, unsigned char Length); /** * @brief 在LCD1602指定位置开始显示有符号数字 * @param Line 起始行位置，范围：1~2 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字，范围：-32768~32767（16位有符号数） * @param Length 要显示的数字位数（含符号位），范围：1~5 * @retval 无 * @note 正数前显示'+'，负数前显示'-'，不足补前导0 */ void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line, unsigned char Column, int Number, unsigned char Length); /** * @brief 在LCD1602指定位置开始显示十六进制数字 * @param Line 起始行位置，范围：1~2 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFF（16位无符号数） * @param Length 要显示的位数，范围：1~4（不足补前导0） * @retval 无 * @note 字母A~F大写显示 */ void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line, unsigned char Column, unsigned int Number, unsigned char Length); /** * @brief 在LCD1602指定位置开始显示二进制数字 * @param Line 起始行位置，范围：1~2 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFF（16位无符号数） * @param Length 要显示的位数，范围：1~16（不足补前导0） * @retval 无 */ void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line, unsigned char Column, unsigned int Number, unsigned char Length); #endif