◇任务要求◇

学习RTC1602液晶模块的显示原理和使用方法，在1602液晶的第一行显示字符“welcome！”，第二行显示当天的日期，例如：2020-05-01。

◇任务准备◇

一、RTC1602液晶简介

字符型液晶显示模块RTC1602是专门用于显示字母﹑数字﹑符号等的点阵型液晶显示模块。RTC1602能够显示两行，每行可显示16个字符。

MCU04显示模块中的RTC1602模块外观结构如图5-1所示。

图5-1　RTC1602液晶模块

二、RTC1602主要硬件构成

字符型液晶显示模块RTC1602内部主要由LCD显示屏﹑控制器﹑驱动器和偏压产生电路构成。图5-2所示为RTC1602的结构框图。

图5-2　RTC1602的结构框图

字符型液晶显示模块RTC1602的接口定义如表5-1所示。

表5-1　RTC1602模块的接口定义

续表

三、RTC1602的控制寄存器

1.指令寄存器（IR）

指令寄存器存储单片机要发送给LCD的指令码。

2.数据寄存器（DR）

数据寄存器存储写入DDRAM或CGRAM的数据，或者要从DDRAM或CGRAM读出的数据。

3.忙标志（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。每次操作之前最好先进行状态字检测，只有确认BF=0之后，单片机才能访问模块。

4.地址计数器（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会自动送入AC中，并做出AC作为DDRAM的地址指针还是CGRAM地址针的选择。

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会自动加1或减1。

5.显示数据寄存器（DDRAM）

显示数据寄存器存储显示字符的字符码，能存储80个字符。

6.字符产生器（CGROM）

字符产生器存储了192个5×7点阵字符和32种5×10点阵字符，每个字符分别与8位字符编码对应。例如，查表可知大写的英文字“P”对应的8位字符编码为01010000B（0x50），显示时将地址为0x50单元中的点阵字符图形显示出来，这样就形成了“P”的图形。

7.字符产生器（CGRAM）

根据实际的需要，用户可以存储特殊的字符码。

四、RTC1602的指令系统

单片机是通过控制H4730来控制RTC（1602）进行显示的。控制指令有9种，各种指令格式及功能说明见表5-2。

表5-2　RTC1602指令表

指令说明：

（1）清屏。

（2）归位。

功能描述：清地址计数器 AC=0；将光标及光标所在位的字符返回原点；DDRAM 中的内容不改变。

（3）设置输入模式。

功能描述：设置光标﹑显示画面移动方向。

① I/D：地址指针AC变化方向标志。

I/D=1时，读写一个字符后，地址计数器AC自动加1；

I/D=0时，读写一个字符后，地址计数器AC自动减1。

② S：显示移位标志。

S=1时，写入一个字符后全部显示向左（I/D=1）移动或者向右（I/D=0）移动；

S=0时，写一个字符显示不发生位移。

（4）显示开关控制。

功能描述：设置光标﹑显示画面移动方向。

①D：显示开/关控制标志。D=1，开显示；D=0，关显示。

关显示后，显示数据仍保持在 DDRAM 中，立即开显示可以再现。

②C：光标显示控制标志。C=1，光标显示；C=0，光标不显示。

不显示光标并不影响模块其他显示功能。

③B：闪烁显示控制标志。B=1，光标闪烁；B=0，光标不闪烁。

（5）设置显示模式。

(www.daowen.com)

功能描述：设置模块的显示方式。我们在以后的项目中固定显示模式为16×2﹑5×7的点阵，8位数据总线。

（6）设置数据指针。

功能描述：设置 DDRAM 地址指针。它将 DDRAM 存储显示字符的字符码的首地址送入地址计数器AC 中，于是显示字符的字符码就可以写入 DDRAM 中或者从 DDRAM 中读出。

RTC1602有两行，每行有40个地址，我们只取前16个就可以了。要想在正确的位置显示字符，必须在地址前加上80H。例如，我们要在DDRAM的01H地址处显示字符“A”，那么地址数据为80H +01H，即81H。向81H中写入数据0×41H（A的代码），这样就能在DDRAM的01H处显示字符“A”。

（7）BF读忙标志。

功能描述：当 RS=0和 R/W=1 时，在E 信号高电平的作用下，BF和 AC6～AC0 被读到数据总线 DB7～DB0 的相应位，通过BF的值来判断模块的工作状态。

BF=1，表示模块正在进行内部操作，此时模块不接收任何外部指令和数据，直到BF=0 为止。

（8）写数据。

功能描述：写数据到DDRAM中。

（9）读数据。

功能描述：从DDRAM中读取数据。

五、RTC1602的读写操作

从图5-3中可以看出，对RTC1602写操作过程为：R/W端为0；RS端根据写指令或写数据，分别设置为0﹑1；单片机准备好数据DB0～DB7后，在E端产生下降沿，RTC1602锁定数据。

图5-3　RTC1602的写操作时序图

从图5-4中可以看出，对RTC1602读操作过程为：R/W端为1；RS端根据读状态或读数据，分别设置为0﹑1；E端变为1，RTC1602输出数据，单片机可读取数据DB0～DB7；E端变为0，此后数据输出无效。

图5-4　RTC1602的读操作时序图

◇任务实施◇

一、硬件电路搭建

本项目需在YL-236型单片机实训平台上选用四个模块：主机模块﹑电源模块﹑指令模块和显示模块，搭建RTC1602显示系统。

（1）模块选择如表5-3所示。

表5-3　本任务所需模块

（2）工具和器材如表5-4所示。

表5-4　本任务所需工具和器材

续表

（3）电路搭建。

结合YL-236型单片机实训平台主机模块和显示模块，按照图5-5所示电路接线。

图5-5　硬件接线图

二、程序代码的编写、编译

（1）启动Keil C51编程软件，新建工程﹑文件并均以“1602”为名保存在文件夹中。

（2）在1602.c文件的文本编辑器窗口中输入程序代码。

（3）编译源程序，排除程序输入错误，生成1602.hex文件。

参考程序：

三、系统调试

系统调试的步骤如下：

（1）使用程序下载专配USB线将计算机的USB接口与单片机主机模块程序下载接口连接起来。

（2）打开电源总开关，启动程序下载软件，下载可执行文件至单片机中。

（3）按下任意独立按键，并观察数码管显示情况，若实现任务要求，则系统调试完成；否则，需要进行故障排除。

◇任务评价◇

一、工艺性评分标准

工艺性评分标准如表5-5所示。

表5-5　工艺性评分标准

二、功能评分标准

功能评分标准如表5-6所示。

表5-6　功能评分标准