通用 1602 液晶显示模块使用手册
☆☆☆☆ Email: support@willar.com
通用 1602
液晶显示模块使用手册
伟纳电子http://www.willar.com
- 1 -
一. 基本特征
通用 1602 液晶显示模块使用手册
☆☆☆☆ Email: support@willar.com
1.显示特性
单 5V 电源电压,低功耗、长寿命、高可靠性
内置 192 种字符(160 个 5×7 点阵字符和 32 个 5×10 点阵字符)
具有 64 个字节的自定义字符 RAM,可自定义 8 个 5×8 点阵字符或四个 5×11 点阵字符
显示方式:STN、半透、正显
驱动方式:1/16DUTY,1/5BIAS
视角方向:6 点
背光方式:底部 LED
通讯方式:4 位或 8 位并口可选
标准的接口特性,适配 MC51 和 M6800 系列 MPU 的操作时序。
2.物理特性
外型尺寸
可视范围
显示容量
点尺寸
点间距
3.外型尺寸图
80*36*14
64.6(W) X 16.0(H)
16字符二行
0.55 X 0.75
0.08
单位
mm
mm
mm
4.结构块图
- 2 -
通用 1602 液晶显示模块使用手册
☆☆☆☆ Email: support@willar.com
二 电气参数:
1 极限参数
项 目
逻辑
LCD 驱动
符 号
Vdd
Vdd – Vee
Vi
Top
Tstg
—
最小值 最大值
0
0
0
0
-20
—
7.0
6.5
Vdd
50
70
90
单位
V
V
V
℃
℃
%RH
电源电压
输入电压
操作温度
储存温度
湿度
注 释
说明:倘若在超过上述极限参数的条件下长期使用,极易永久性地损坏本模块,因而建议用户在下列表
中的电性能参数范围内,使用本模块。
2 电气参数 (Vcc=5v±5%,Ta=+25℃)
项 目
符 号 条 件
最小值 典型值 最大值
单 位
电源电压
逻辑
输入电压
输出电压
LCD 驱动
高电平
低电平
高电平
低电平
频 率
工作电流
Vdd
Vdd–Vee
Vih
Vil
Voh
Vol
fosc
IDD
-Ioh=1mA
Iol=1mA
Rf=91kΩ±2%
VDD=5.0V
- 3 -
4.5
5.0
5.5
0
0.7Vdd
-0.3
—
—
—
0.75Vdd —
—
270
2.0
—
190
V
5.0
Vdd
0.55
—
0.2Vdd
350
2.4
KHz
mA
通用 1602 液晶显示模块使用手册
☆☆☆☆ Email: support@willar.com
Vdd–Vee
0
5.0
5.0
V
LCD 驱动电压
(推荐电压)
三 接口定义:
管脚号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
符号
Vss 电源地(GND)
Vdd 电源电压(+5V)
V0
功 能
LCD 驱动电压(可调)
寄存器选择输入端,输入 MPU 选择模块内部寄存器类型信号:
RS=0,当 MPU 进行写模块操作,指向指令寄存器;
当 MPU 进行读模块操作,指向地址计数器;
RS=1,无论 MPU 读操作还是写操作,均指向数据寄存器
RS
E
R/W 读写控制输入端,输入 MPU 选择读/写模块操作信号:
R/W=0 读操作;R/W=1 写操作
使能信号输入端,输入 MPU 读/写模块操作使能信号:
读操作时,高电平有效;写操作时,下降沿有效
数据输入/输出口,MPU 与模块之间的数据传送通道
数据输入/输出口,MPU 与模块之间的数据传送通道
数据输入/输出口,MPU 与模块之间的数据传送通道
数据输入/输出口,MPU 与模块之间的数据传送通道
数据输入/输出口,MPU 与模块之间的数据传送通道
数据输入/输出口,MPU 与模块之间的数据传送通道
数据输入/输出口,MPU 与模块之间的数据传送通道
数据输入/输出口,MPU 与模块之间的数据传送通道
背光的正端+5V
背光的负端 0V
DB0
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7
A
K
4 位方式通讯时,不
使用 DB0-DB3
四 操作时序图
1 写操作时序
- 4 -
通用 1602 液晶显示模块使用手册
☆☆☆☆ Email: support@willar.com
VIH1
VIL1
VIL1
tAH
tAH
tEr
tH
VIH1
VIL1
VIL1
PWEN
VIH1
VIL1
VIH1
VIL1
tDSW
VIH1
VIL1
Valid data
tcycE
tEr
VIH1
VIL1
tAS
VIL1
RS
R/W
E
DB0~DB7
最小值 最大值 单位
1,000
450
—
140
10
195
10
—
—
25
—
—
320
—
ns
条件
Vdd=5V±5%
Vss=0V
Ta=25℃
符号
tcycE
PWEN
tEr,tEf
tAS
tAH
tDSW
tH
项 目
E 周期
E 脉宽(高电平)
E 上升/下降时间
地址设置时间(RS,R/WtoE)
地址保持时间
数据设置时间
数据保持时间
2.读操作时序
- 5 -
VIH1
VIL1
tAS
VIH1
tEr
VIH1
VIL1
RS
R/W
E
DB0~DB7
通用 1602 液晶显示模块使用手册
☆☆☆☆ Email: support@willar.com
VIH1
VIL1
VIH1
tAH
tAH
tEr
PWEN
VIH1
VIL1
tDDR
tDHR
VIL1
VIH1
VIL1
Valid data
tcycE
VIH1
VIL1
项 目
E 周期
E 脉宽(高电平)
E 上升/下降时间
地址设置时间(RS,R/WtoE)
地址保持时间
数据延迟时间
数据保持时间
符号
tcycE
PWEN
tEr,tEf
tAS
tAH
tDDR
tDHR
条件
Vdd=5V±5%
Vss=0V
Ta=25℃
最小值 最大值 单位
1,000
450
—
140
10
—
20
—
—
25
—
—
320
—
ns
五 模块显示特性详解:
本模块适宜与 4 位或者 8 位 MPU 接口,接口由使能信号 E 控制;标志位 BF 为模块内部工作状态标
志,MPU 访问模块时,首先应判断状态标志位 BF;在电源 Vdd=+5V 情况下,模块与 MPU 通讯速度
可以达到 2MHz;
本模块提供 5X8 点阵或者 5X7 点阵、带光标显示的字符结构的显示模式,用户通过指令设置可以方
便地进行选择;
本模块提供了显示数据缓冲区 DDRAM、字符发生器 CGROM 和字符发生器 CGRAM;用户可以使用
CGRAM 来存储自己定义的最多 8 个 5X8 点阵的图形字符的字模数据;
本模块字符在 LCD 显示屏上的显示位置与该字符的字符代码在显示缓冲区 DDRAM 内的存储地址一
一对应;
本模块通过指令设置来选择占空比(duty)周期,选择参数如下:
单行 5X8 点阵字符带光标显示:1/8
单行 5X10 点阵字符带光标显示:1/11
双行 5X8 点阵字符带光标显示:1/16
本模块提供了较为丰富的指令设置:
清显示;光标回原点;显示开/关;光标开/关;显示字符闪烁;光标移位;显示移位
通过选择相应的指令设置,用户可以实现多种字符显示样式;
本模块提供了内部上电自动复位电路,当外加电源电压超过+4.5v 时,自动对模块进行初始化操作,
将模块设置为默认的显示工作状态;
- 6 -
本模块采用低功耗 CMOS 设计
通用 1602 液晶显示模块使用手册
☆☆☆☆ Email: support@willar.com
1 软硬件注解
1-1 模块组件内部结构
模块组件内部主要由 LCD 显示屏(LCD panel)、控制器(controller)、列驱动器(segment driver)和
偏压产生电路构成。
LCD 显示屏为 common 和 segment 交叉形成的点阵,以 5×8 点阵的字符结构模式和设置的显示字符
数目,选择适宜的行数,分单屏、双屏或者多屏显示规定的字符。对于双屏或者多屏显示结构的 LCD,每
一显示屏结构部分,均由各自独立的使能信号 E 控制。
列驱动器与控制器配套使用,它接收来自控制器的振荡、帧同步输出、串行输出的数据和移位及锁存
脉冲,产生列 segment 交流扫描驱动信号。
控制器接收来自 MPU 的指令和数据,控制着整个模块的工作,由 CGROM、CGRAM 和 DDRAM 等
字符存储区域、以及与 MPU 和列驱动器的 I/O 接口、指令寄存和译码机构、地址计数器等部分组成。在
控制器的控制下,模块通过数据总线 DB0~DB7 和 E、R/W、RS 三个输入控制端与 MPU 接口。这三根控
制线按照规定的时序相互协调作用,使控制器通过数据总线 DB 接收 MPU 发送来的指令和数据,从 CGROM
中找到欲显示字符的字符码,送入 DDRAM,在 LCD 显示屏上与 DDRAM 存储单元对应的规定位置显示
出该字符。控制器还可以根据 MPU 的指令,实现字符的显示、闪烁和移位等显示效果。
控制器主要由指令寄存器 IR、数据寄存器 DR、忙标志 BF、地址计数器 AC、DDRAM、CGROM、
CGRAM 以及时序发生电路组成:
指令寄存器(IR)和数据寄存器(DR)
本模块内部具有两个 8 位寄存器:指令寄存器(IR)和地址寄存器(DR)。用户可以通过 RS 和 R/W
输入信号的组合选择指定的寄存器,进行相应的操作。下表中列出了组合选择方式。
E
1
1→0
1
1→0
RS
0
1
R/W
说 明
1
0
1
0
分别将状态标志 BF 和地址计数器(AC)内容读到 DB7 和
DB6~DB0
将 DB0~DB7 的指令代码写入指令寄存器中
将数据寄存器内的数据读到 DB0~DB7,模块的内部操作自
动将 DDRAM 或者 CGRAM 中的数据送入数据寄存器中
将 DB0~DB7 的数据写入数据寄存器中,模块的内部操作
自动将数据写到 DDRAM 或者 CGRAM 中
指令寄存器 IR,内部存储 DDRAM 和 CGRAM 中的数据显示的指令代码和地址信息,只能由 MPU 对
其执行写操作;
数据寄存器 DR,内部暂时存储 MPU 与模块内部 DDRAM 和 CGRAM 之间的传送数据,内部操作使
DR 与 DDRAM 或者 CGRAM 之间的数据传送自动进行:
接口控制 自动执行
写操作 写操作
MPU 数据 DR 数据 DDRAM(CGRAM)
读操作 读操作
忙标志位 BF
忙标志 BF=1 时,表明模块正在进行内部操作,此时不接受任何外部指令和数据。当 RS=0、R/W=1
以及 E 为高电平时,BF 输出到 DB7。每次操作之前最好先进行状态字检测,只有在确认 BF=0 之后,MPU
- 7 -
才能访问模块;
地址计数器(AC)
通用 1602 液晶显示模块使用手册
☆☆☆☆ Email: support@willar.com
AC 地址计数器是 DDRAM 或者 CGRAM 的地址指针。随着 IR 中指令码的写入,指令码中携带的地
址信息自动送入 AC 中,并行做出 AC 作为 DDRAM 的地址指针还是 CGRAM 的地址指针的选择。
AC 具有自动加 1 或者减 1 的功能。当 DR 与 DDRAM 或者 CGRAM 之间完成一次数据传送后,AC
自动会加 1 或减 1。在 RS=0、R/W=1 且 E 为高电平时,AC 的内容送到 DB6~DB0;
高 3 位 低 4 位
AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0
显示数据寄存器(DDRAM)
DDRAM 存储显示字符的字符码,其容量的大小决定着模块最多可显示的字符数目。DDRAM 地址与
LCD 显示屏上的显示位置的对应关系如下:
执行显示移位操作时,对应的 DDRAM 地址也发生移位,以每行 16 个字符的显示为例,移位前后的地
址对应关系如下:
左移一位
右移一位
字符发生器 ROM
在 CGROM 中,模块已经以 8 位二进制数的形式,生成了 5X8 点阵的字符字模组字符字模(一个字符
对应一组字模)。字符字模是与显示字符点阵相对应的 8X8 矩阵位图数据(与点阵行相对应的矩阵行的高
三位为“0”),同时每一组字符字模都有一个由其在 CGROM 中存放地址的高八位数据组成的字符码对应。
- 8 -