大家好，我是老耿，高職青椒一枚，一直從事單片機、嵌入式、物聯網等課程的教學。對于高職的學生層次，同行應該都懂的，老師在課堂上教學幾乎是沒什麼成就感的。正是如此，才有了借助頭條平台尋求認同感和成就感的想法。在這裡，我準備陸續把自己花了很多心思設計的教學課件分享出來，如果您正是一名單片機愛好者或是一名同行，歡迎點贊 關注，各位的支持是本人持續輸出的動力，多謝多謝！#30天學會STM32##單片機#

前邊我們講解了LED、按鍵和蜂鳴器的應用，這三類器件本身工作原理十分簡單，因此我們的重點是放在STM32的GPIO上面。這一章我們來學習一下開發闆配套的那塊厚厚的液晶屏——LCD1602，聚焦的是這個器件本身的特點和工作時序。因此，我們需要熟讀它的數據手冊，因為手冊裡告訴了編程的要點、參數、時序等。閱讀器件手冊是做單片機和嵌入式開發必備的基本能力，我們就從這一章開始鍛煉起來吧。為了不讓篇幅太長，本章打算分四個部分來講解，本文是第一部分。

【學習目标】

1. 了解LCD1602的工作原理
2. 掌握LCD1602的工作時序
3. 領悟軟件模拟時序的思路和方法

大家學習這些電子器件，頭腦中要逐漸形成一種意識，不管是強大複雜的STM32，還是簡單的LED、三極管等等，都是有數據手冊的。不管是設計電路還是編寫程序，器件的數據手冊是我們最好的參考資料。LCD1602的數據手冊大家可以在網上很方便的找到，這裡我們隻挑手冊的重點講。

圖1所示的就是LCD1602的正面和背面，從它的名字我們就可以看出它的顯示容量，就是可以顯示2行，每行16個字符的液晶。至于它為什麼那麼厚，因為它不單純是塊屏，屏下還集成了驅動電路、背光電路以及顯示RAM。

圖1 LCD1602的産品外觀

接着來看它主要的技術參數，如下表所示。表中有兩個地方需要解釋一下：第一，LCD1602最佳工作電壓是5.0V，而STM32的工作電壓是3.3V，這就意味着它們不能共用一組電源。第二，在5V工作電壓下測量它的工作電流是2mA，這僅僅是指液晶消耗的電流，而它的背光是用LED做的，所以功耗不會太小，一二十毫安還是有的。基于這兩方面的需求，當連接LCD1602時，我們需要使用配套的電源适配器，并接到開發闆DC5V的插座上，如圖2所示。

表1 LCD1602的主要技術參數

圖2 使用電源适配器給LCD1602供電

LCD1602一共16個引腳（編号已在圖1中标出），每個引腳的功能，我們都可以在它的數據手冊上找到。而這些基本的信息，在我們設計電路和編寫代碼之前，必須先看明白，如下表所示。

表2 LCD1602引腳功能

電源1腳2腳以及背光電源15腳16腳，不用多說，正常接就可以了，1腳和16腳接地，2腳和15腳接5V電源。

3腳叫做顯示偏壓信号。大家注意到屏裡的小黑塊沒有，如圖3所示，當我們要顯示一個字符的時候，有的黑點顯示，有的黑點就不能顯示，這樣就可以實現我們想要的字符了。

圖3 液晶屏的字符點陣

3腳就是用來調整顯示的黑點和不顯示的之間的對比度，調整好了對比度，就可以讓我們的顯示更加清晰一些。在進行電路設計實驗的時候，通常的辦法是在這個引腳上接個電位器。通過調整電位器的分壓值，來調整3腳的電壓。而當産品批量生産的時候，我們可以把調好的阻值直接用簡單電路來實現。觀察我們開發闆上LCD1602部分的原理圖4，就直接使用了一個4.7K的定值電阻。

圖4 開發闆上的LCD1602原理圖

4腳是數據/命令選擇端。對于液晶，有時候我們要發送一些命令，讓它實現我們想要的一些狀态，有時候我們要發給它一些數據，讓它顯示出來，液晶就通過這個引腳來判斷接收到的是命令還是數據。大家注意學會讀手冊，看到這個引腳描述裡：數據/命令選擇端，而後跟了（H/L）。它的意思就是當這個引腳是H（High）高電平時，是數據；當這個引腳是L（Low）低電平的時候，是命令。

5腳和4腳用法類似，功能是讀/寫選擇端。我們既可以寫給液晶數據或者命令，也可以讀取液晶内部的數據或狀态，就是控制這個引腳。因為液晶本身内部有RAM，實際上我們送給液晶的命令或者數據，液晶需要先保存在緩存裡，然後再寫到内部的寄存器或者RAM中，這個就需要一定的時間。所以我們進行讀寫操作之前，首先要讀一下液晶當前狀态，是不是在“忙”，如果不忙，我們可以讀寫數據，如果在“忙”，我們就需要等待液晶忙完了，再進行操作。讀狀态是常用的，不過讀液晶數據很少用，大家了解這個功能即可。

6腳是使能信号，很關鍵，液晶的讀寫命令和數據，都要靠它才能正常讀寫，我們後邊結合時序再詳細講這個引腳怎麼用。

7到14腳就是8個數據引腳了，我們就是通過這8個引腳讀寫數據和命令的。最後來看一下LCD1602與STM32引腳連接的原理圖和實物圖，分别如圖5和6所示。

圖5 引腳連接原理圖

圖6 實物連接

關于LCD1602與STM32連接的端口，需要注意以下三個問題：

第一，RS接的是PC6，RW接的是PA11，使能E接的是PC3，8位數據端口由高到低依次連接的是PC2 ~ PC0、PB9 ~ PB5，也就是說我們在做端口初始化的時候需要分别對GPIOA、GPIOB、GPIOC進行初始化配置。

第二，由于8位數據端口占了GPIOC的3位和GPIOB的5位，因此我們在讀寫數據的時候需要分别讀寫這兩組I/O口指定位上的數據，再把兩組數據組合起來。在編程時涉及了多處C語言的位操作，請大家後面閱讀代碼時注意。

第三，使能E連接的是PB4，而STM32在複位時，PA13/14/15 & PB3/4這些引腳默認配置為JTAG功能。這裡我們隻是把PB4當做普通I/O口來用，即禁用JTAG功能。因此，我們在對GPIO進行初始化的時候，需要額外再做兩項配置，如代碼清單1所示。

代碼清單1 初始化GPIO的額外配置

（第一部分完，共四部分）

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