目录
[1. 概述](#1. 概述)
[2. LCD1602](#2. LCD1602)
[2.1 介绍](#2.1 介绍)
[2.2 管脚图](#2.2 管脚图)
[2.3 LCD1602 DDRAM 地址映射图](#2.3 LCD1602 DDRAM 地址映射图)
[2.4 常用指令](#2.4 常用指令)
[2.4.1 清屏指令](#2.4.1 清屏指令)
[2.4.2 模式设置指令](#2.4.2 模式设置指令)
[2.4.3 显示开关控制指令](#2.4.3 显示开关控制指令)
[2.4.4 功能设定指令](#2.4.4 功能设定指令)
[3. LCD1602 使用](#3. LCD1602 使用)
[3.1 写时序](#3.1 写时序)
[3.2 时序图](#3.2 时序图)
1. 概述
前面，已经学习过几种显示装置，例如静/动态数码管、8*8LED点阵、串口通信。
使用它们可以直观显示一些字符数据，但是他们也有各种局限性，比如显示字符数据太少，硬件设计复杂，代码编写难度大等。
现在，介绍一种非常简单且常用的显示装置------LCD1602液晶显示器，使用它可以显示更多的字符数字。
开发板上集成了一个 LCD1602 液晶显示器接口，将 LCD1602 液晶对应插入即可
2. LCD1602
2.1 介绍
LCD1602 液晶也叫1602字符型液晶，它能显示 2 行字符信息，每行显示 16 个字符
它是一种专门用来显示字母、数字、符号的点阵型液晶模块
由若干个 5*7 或 5*10 的点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以用来显示一个字符
【理解：
可以把 LCD1602 的显示区域想象成一张 "方格纸"：
整张纸被划分成 2 行 ×16 列 个独立的 "小方格"（总共 32 个），每个 "小方格" 就是一个点阵字符位；
每个 "小方格" 内部，又被细分成 5列×7行（或 5 列 ×10 行）的更小像素点（类似方格纸里的小格子）；
一个字符（比如字母 A、数字 8），就是通过控制这个 5×7 小方格内 "哪些像素点亮、哪些熄灭" 来形成的。】
每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距与行间距的作用
也正因如此，它不能很好的显示图片
2.2 管脚图
从上图可以看到有 16 个管脚孔，从左至右管脚编号顺序是 1 - 16，其功能定义如下所示：
对几个管脚做如下说明：
3 脚：VL ，液晶显示偏压信号。用于调整 LCD1602 的显示对比度，一般会外接电位器用以调整偏压信号，此脚电压为 0 时可以得到最强的对比度
4 脚：RS ，数据/命令选择端。此脚为高电平时，可以对 1602 进行数据字节（在 1602 上显示的字节）的传输操作，而为低电平时，则是进行命令字节（对1602工作方式进行设置的字节）的传输操作
5 脚：R/W，读写选择端。高电平，读操作，反之，写操作
6 脚：E ，使能信号，LCD1602 的数据控制时钟信号。利用该信号的上升沿实现对 LCD1602 的数据传输
7 - 14脚：8 位并行数据口，而 51 单片机一组 IO 也是8位，使得对 LCD1602 的数据读写大为方便
2.3 LCD1602 DDRAM 地址映射图
在 LCD1602 内部含有 80 个字节的 DDRAM，它是用来寄存显示字符的
其地址与屏幕的对应关系如下：
① DDRAM（Display Data RAM）是 LCD1602 内部的显示数据存储器，可以把它理解成一张 "字符地址对照表"：
- 你往某个 DDRAM 地址里写入字符的 ASCII 码（比如写入 41H 对应字母 A），LCD1602 就会在这个地址对应的物理显示位置显示该字符；
- 这张图的核心就是告诉你："哪个 DDRAM 地址" 对应 "LCD 屏幕上哪个显示位置"。
②
| 维度 | 含义解释 |
|---|---|
| 显示位置 | 列标题的 "1、2、3...40" 是 LCD1602 内部 DDRAM 预留的 "虚拟位置"（每行 40 个），但 LCD1602 物理屏幕仅显示前 16 个位置（这也是 "1602" 中 "16" 的含义：每行显示 16 个字符），17~40 的位置是预留地址，字符不会显示（除非通过指令移位）。 |
| DDRAM 地址 - 第一行 | 第一行的 DDRAM 地址从00H（十六进制）开始，依次是 01H、02H...27H（00H 到 27H 共 40 个地址：27H 是十进制 39，00~39 正好 40 个）。 |
| DDRAM 地址 - 第二行 | 第二行的 DDRAM 地址从40H开始，依次是 41H、42H...67H（40H 到 67H 也是 40 个地址：67H 是十进制 103，40H 是 64，64~103 正好 40 个）。 |
③ 如果你想在 LCD1602第一行第 5 个位置显示数字 "8"：
- 查图表：第一行显示位置 5 对应的 DDRAM 地址是
04H； - 数字 "8" 的 ASCII 码是
38H（十六进制）； - 操作逻辑：
- 先给 LCD 发送 "设置 DDRAM 地址为 04H" 的指令；
- 再发送字符码
38H； - 最终 LCD 第一行第 5 个位置就会显示 "8"。
2.4 常用指令
在使用 LCD1602 时，掌握一些常用指令，对于 LCD1602 初始化是必要的
2.4.1 清屏指令
指令功能：清屏 ------ 清空 LCD1602 屏幕上所有显示的字符，同时将光标复位到屏幕左上角的初始位置；
指令编码（各引脚 / 数据位取值）：
RS（寄存器选择位）：0（表示发送的是 "指令"，而非显示数据）；
R/W（读写控制位）：0（表示向 LCD "写入" 指令，而非读取状态 / 数据）；
DB7~DB0（8 位数据总线）：DB7 至 DB1 均为 0，仅 DB0 为 1（完整 8 位指令码为二进制00000001B，对应十六进制01H）；
执行时间：1.64ms------ 发送清屏指令后，LCD 需要 1.64 毫秒完成清屏操作，此期间需等待，不宜立即发送其他指令，否则会导致指令执行失败。
2.4.2 模式设置指令
指令功能 ：进入模式设置 ------ 设定 LCD1602 写入字符后，光标移动方向 （I/D）和显示是否整体移位（S），是控制 LCD 字符显示逻辑的基础指令；
指令编码（各引脚 / 数据位取值）：
RS（寄存器选择位）：0（表示发送的是 "指令"，而非显示数据）；
R/W（读写控制位）：0（表示向 LCD "写入" 指令，而非读取状态 / 数据）；
DB7~DB2（高 6 位数据总线）：均为 0（固定值）；
- DB1（I/D 位）：光标移动方向控制位（核心可变参数）：
- I/D=1：光标从左向右移动（写入字符后光标右移，符合常规阅读习惯）；
- I/D=0：光标从右向左移动；
- DB0（S 位）：显示移位控制位（核心可变参数）：
- S=1：写入字符后整个显示画面移位（光标不动，画面移动）；
- S=0：写入字符后仅光标移动，显示画面不动（最常用）；
- 指令码基础框架：二进制
000000I/DSB（十六进制00H~03H，取决于 I/D 和 S 的取值）；
执行时间：40μs（微秒）------ 指令发送后，LCD 仅需 40 微秒完成设置，等待时间远短于清屏指令，编程时预留该时间即可发送下一条指令。
2.4.3 显示开关控制指令
指令功能：显示开关控制 ------ 可分别控制 LCD1602 的 "整体显示开启 / 关闭""光标显示 / 隐藏""光标闪烁 / 静止"；特别注意：关闭显示时，DDRAM（显示数据存储器）中的字符数据不会丢失，仅屏幕暂时空白，重新开启显示后数据会恢复。
指令编码（各引脚 / 数据位取值）：
| 控制 / 数据位 | 取值（表格标注） | 含义说明 |
|---|---|---|
| RS | 0 | 表示发送的是 "指令"，而非显示数据（RS=1 为发送显示数据） |
| R/W | 0 | 表示向 LCD "写入" 指令，而非读取状态 / 数据（R/W=1 为读取） |
| DB7 | 0 | 固定值，是该指令的高 7 位标识 |
| DB6 | 0 | 固定值 |
| DB5 | 0 | 固定值 |
| DB4 | 0 | 固定值 |
| DB3 | 1 | 固定标识位，区分该指令为 "显示开关控制" |
| DB2 | D | 核心可变参数（行业标准定义：D=1 开启整体显示，D=0 关闭显示，关闭后 DDRAM 数据不丢失） |
| DB1 | C | 核心可变参数（行业标准定义：C=1 显示光标，C=0 隐藏光标） |
| DB0 | B | 核心可变参数（行业标准定义：B=1 光标闪烁，B=0 光标静止） |
执行时间：40μs（微秒）------ 表格明确标注该指令执行耗时 40 微秒，发送指令后需等待至少 40μs 再发送下一条指令，确保指令生效。
实际开发中最常使用D=1、C=0、B=0，即指令码 00 0000 11100B（0CH），对应 "开启显示、隐藏光标、光标不闪烁"，符合常规使用习惯。
2.4.4 功能设定指令
指令功能：功能设定 ------ 用于定义 LCD1602 的核心硬件工作参数，包括数据总线宽度、显示行数、字符点阵格式，是 LCD 初始化阶段必须优先执行的指令；
指令编码（严格对应表格标注）：
| 位标识 | 取值 / 标注 | 具体含义 |
|---|---|---|
| RS | 0 | 表示发送的是 "指令"（而非显示数据，RS=1 为发送数据） |
| R/W | 0 | 表示向 LCD "写入" 指令（而非读取状态 / 数据，R/W=1 为读取） |
| DB7~DB5 | 0、0、1 | 固定值，是 "功能设定指令" 的核心标识（区别于清屏、显示开关等其他指令） |
| DB4（DL） | DL（可变） | 数据总线宽度控制：DL=1→8 位总线（用 DB0~DB7）；DL=0→4 位总线（仅用 DB4~DB7） |
| DB3（N） | N（可变） | 显示行数控制：N=1→显示 2 行（1602 模块必选）；N=0→显示 1 行 |
| DB2（F） | F（可变） | 字符点阵控制：F=1→5×10 点阵；F=0→5×7 点阵（1602 模块常用 5×7，故 F=0） |
| DB1、DB0 | X | 无关位（取值 0/1 均可，不影响指令功能） |
执行时间：表格明确标注为 40μs，发送该指令后需等待至少 40 微秒，再发送下一条指令，确保配置生效。
功能设定指令的固定编码为 RS=0、R/W=0、DB7~DB5=001，核心可变参数为 DL（总线宽度）、N（行数）、F（点阵），DB1/DB0 为任意值；
3. LCD1602 使用
3.1 写时序
要使用 LCD1602，首先需对其初始化，即通过写入一些特定的指令实现，然后选择在 LCD1602 的哪个位置显示并将要显示的数据发送到 LCD 的 DDRAM
使用 LCD1602 通常是写数据进去，很少使用读功能，所以只需要看两个写时序：
写指令字、写数据字
| 时序类型 | 核心用途 | 典型应用场景 |
|---|---|---|
| 写指令字 | 向 LCD1602 发送控制指令，配置 LCD 的工作状态（如初始化、清屏、光标定位） | 功能设定（38H）、清屏（01H）、显示开关控制、设置 DDRAM 地址 |
| 写数据字 | 向 LCD1602 发送要显示的字符数据（ASCII 码），最终在屏幕上显示对应字符 | 发送 0x30 显示数字 0、0x41 显示字母 A、0x20 显示空格 |
| 时序类型 | RS 电平 | R/W 电平 | 数据总线（DB0~DB7）内容 |
|---|---|---|---|
| 写指令字 | 0 | 0 | 8 位指令码（如清屏指令 00000001） |
| 写数据字 | 1 | 0 | 8 位字符 ASCII 码（如字母 A=01000001） |
无论是写指令还是写数据，时序流程完全一致（仅 RS 电平不同），可按以下固定步骤执行：
- 拉低使能（E 引脚）：先将 E 引脚置低，准备向数据总线送数据；
- 设置 RS、R/W 电平 ：
- 写指令：RS=0，R/W=0；
- 写数据：RS=1，R/W=0；
- 输出 8 位数据到 DB0~DB7：将指令码 / ASCII 码放到 8 位数据总线；
- 拉高 E 引脚：产生高电平脉冲，触发 LCD 读取数据总线的内容；
- 拉低 E 引脚：完成一次写入操作；
- 等待执行时间：根据指令 / 数据类型等待对应时间（如写指令 40μs、清屏 1.64ms，写数据无需额外等待）。
3.2 时序图
关键时序参数含义（图中标注的时间参数）
| 参数 | 核心含义 |
|---|---|
| tSP1 | RS/R/W 电平稳定后，到 E 信号上升沿的最小时间（确保 LCD 先识别控制信号状态）； |
| tSP2 | DB0~DB7 数据稳定后，到 E 信号上升沿的最小时间（确保数据就绪后 LCD 再读取）； |
| tpw | E 信号高电平的持续时间（脉冲宽度，是 LCD 有效读取数据的核心时间）； |
| tR | E 信号从低电平到高电平的上升沿过渡时间； |
| tHD1 | E 信号下降沿后，RS/R/W 电平需保持稳定的最小时间； |
| tHD2 | E 信号下降沿后，DB0~DB7 数据需保持有效的最小时间； |
| tC | 单次写操作的总周期时间（从控制信号 / 数据稳定到本次操作结束的完整时间）； |
写操作的核心时序逻辑
LCD1602 写操作的底层要求是 "先稳控制 / 数据，再触发读取，最后延迟撤销"：
- 先稳定 RS（指令 0 / 数据 1）、R/W（固定 0）电平，同时让 DB0~DB7 输出有效数据
- 等待 tSP1/tSP2 后，拉高 E 信号产生上升沿，LCD 开始准备读取
- 保持 E 高电平 tpw 时间，LCD 完成数据采样
- 拉低 E 信号产生下降沿，之后仍需保持 RS/R/W、DB0~DB7 稳定 tHD1/tHD2 时间
- 单次写操作完成（总耗时 tC）