液晶傳感器:【常用傳感器】LCD1602液晶工作原理詳解及例程代碼

2021/11/30 01:05 · 傳感器知識資訊 ·  · 液晶傳感器:【常用傳感器】LCD1602液晶工作原理詳解及例程代碼已關閉評論
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液晶傳感器:【常用傳感器】LCD1602液晶工作原理詳解及例程代碼本文帶你詳細的了解下LCD1602液晶的工作原理以及代碼編寫LCD1602液晶顯示屏LCD1602主要參數LCD發光原理LCD屏幕的組成:LCD和OLED區別:LCD1602引腳接線:LCD1602的RAM地址映射及

液晶傳感器:【常用傳感器】LCD1602液晶工作原理詳解及例程代碼  第1張

液晶傳感器:【常用傳感器】LCD1602液晶工作原理詳解及例程代碼

本文帶你詳細的了解下LCD1602液晶的工作原理以及代碼編寫

LCD1602液晶顯示屏LCD1602主要參數
LCD發光原理LCD屏幕的組成:LCD和OLED區別:
LCD1602引腳接線:LCD1602的RAM地址映射及標準字庫表LCD1602讀寫操作LCD1602的指令操作LCD初始化LCD寫地址LCD寫數據
代碼及使用實例:

LCD1602液晶顯示屏
LCD ( Liquid Crystal Display 的簡稱)液晶顯示器。能夠同時顯示16x2,32個字符,是一種專門用來顯示字母、數字、符號等的點陣型液晶模塊。

LCD1602液晶顯示器是廣泛使用的一種字符型液晶顯示模塊。它是由字符型液晶顯示屏(LCD)、控制驅動主電路HD及其擴展驅動電路HD,以及少量電阻、電容元件和結構件等裝配在PCB板上而組成。該顯示屏的優點是耗電量低、體積小、輻射低。

LCD1602主要用來顯示數字、字母、圖形以及少量自定義字符??梢燥@示2行16個字符,擁有16個引腳,其中8位數據總線D0-D7,和RS、R/W、EN三個控制端口,工作電壓為5V,并且帶有字符對比度調節V0和背光源AK。

注:
我們所用的LCD屏的命名,基本都是按照其分辨率來進行命名的 比如lcd1602 就是分辨率為16×2 lcd 就是分辨率為128×64

LCD1602主要參數
顯示字符:16×2個字符工作電壓:4.5~5V工作電流:2.0mA工作溫度:-20°C~70°C模塊最佳工作電壓:5.0V單個字符尺寸2.95×4.35(W×Hmm)引腳:16腳
LCD發光原理
首先要知道:

液晶:液晶是液態晶體,是一種幾乎透明的物質,是不能發光的

光源:LCD屏幕的光來自于屏幕最下面的背光板發出的光源

偏光片:一種鏡片,只有特定方向的光線(垂直偏振光)才能通過,而其它方向的光線不能通過

兩塊偏光片的柵欄角度相互垂直時光線就完全無法通過

液晶的物理特性是:液晶控制光線通過的程度是由加在液晶上的電壓強弱來控制的。當通電時導通,排列變的有秩序,使光線容易通過,光的路徑不改變;不通電時排列混亂,阻止光線通過,改變光的路徑。

LCD屏幕的組成:
上偏光片,和下偏光片,使背光源的光只能通過下偏光片,不能通過下偏光片

彩色濾光片: 不同強度的光經過紅綠藍三色濾光片之后,會形成各種各樣的顏色

液晶層: 通過通電方式來控制液晶的分子排列,從而改變背光源發出的光的路徑,如果通電則不改變路徑,光不能通過上偏光片,如果不通電則改變光的路徑,光可以通過上偏光片,從而進行顯示。

TFT基板:排列有序的薄膜晶體管,每一個薄膜晶體管都可以調整其電壓,從而使單個晶體管范圍內液晶進行不同的亮度和顏色顯示,也就是我們說的像素點

背光源: 提供均勻的背景光源

也就是說:如果想要LCD屏幕不顯示,那么只需要背光源的光不穿過上偏光片即可,如果需要LCD屏幕顯示字符,需要背光源的光穿過上偏光片,而是否能穿過上偏光片,需要看液晶層的分子排列,而液晶層的分子排列,是由加在液晶上的電壓強弱來控制的,

也就是最后我們只需要控制每個像素點的電壓,就可以達到LCD屏幕顯示的效果。這樣就可以通過不同區域的電壓控制使液體水晶重新排列來顯示出各種圖形圖像以及字符。

LCD和OLED區別:
LCD ( Liquid Crystal Display 的簡稱)液晶顯示器。
OLED(Organic Light-Emitting Diode, OLED)本質是LED發光二極管,當兩端加上正向電壓,半導體中的載流子發生復合引起光子發射而產生光,又稱為有機電激光顯示。

簡單地說,LCD與LED是兩種不同的顯示技術,LCD是由液態晶體組成的顯示屏,而LED則是由發光二極管組成的顯示屏。本質區別二是LCD需要背光源才能亮,OLED是發光二極管自發光,不需要額外的光源.

LCD1602引腳接線:

各引腳的功能介紹如下:

引腳1(VSS/GND)::地引腳

引腳2(VDD/VCC):電源引腳

引腳3(VL):液晶顯示器對比度引腳,接正電源時對比度最弱,接地時對比度最高,使用時可以通過外接一個電位器調整其對比度。

引腳4(RS):寄存器選擇腳,高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。

引腳5(R/W):讀(read)/寫(write)信號線,高電平時進行讀操作,低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或顯示地址;當RS為低電平,R/W為高電平時,可以讀忙信號;當RS為高電平,R/W為低電平時,可以寫入數據。

引腳6(E):使能端,當E端由高電平跳變為低電平時,液晶模塊執行命令。

引腳7-14(D0~D7): 8位雙向數據線 用于單片機向1602寫入數據和從1602讀取數據

引腳15:背光源正極

引腳16:背光源負極

LCD1602共16個管腳,但分類很好分類,
其中一個VCC和GND用于給1602供電,
一個VCC和GND用于給背光源供電,
剩下三個功能引腳:RS(數據命令選擇端),R/W(讀寫選擇端),E(使能信號),
還有8個D0~D7分別為8位雙向數據線傳輸數據。

RS為寄存器選擇,高電平選擇數據寄存器,低電平選擇指令寄存器。R/W為讀寫選擇,高電平進行讀操作,低電平進行寫操作。E端為使能端,后面和時序聯系在一起。
LCD1602的RAM地址映射及標準字庫表
LCD1602,總共顯示為16行2列,對應著32個RAM地址,在使用的時候,需要在哪個位置顯示,就寫入對應的RAM地址,然后再寫入需要的字符,對應就會顯示該字符。

液晶顯示模塊是一個慢顯示器件,所以在執行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平,表示LCD此時不忙,這時才能寫指令和數據,否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址(寫指令),也就是告訴模塊在,哪里顯示字符,然后再寫入需要顯示的字符(寫數據),才能夠正常顯示字符

下圖是1602的內部顯示地址
一共32個地址,對應2行16列

標準字庫表(CGROM):

這個ROM中固化了一些我們常用的ASCII字符以及部分日文字符的點陣數據,需要寫入那個字符,就直接設置對應進制碼就可以,比如大寫的字母A,代碼是0100 0001(41H) 與ASCII碼一致。也就是表中的ASCII碼字符的地址和實際的ASCII碼字符是一樣的

LCD1602讀寫操作
LCD1602分為讀操作和寫操作

其中讀操作可以分為讀狀態和讀數據,寫操作可以分為寫指令和寫數據。

讀狀態: 讀取LCD引腳狀態,返回為狀態字,D0-D6為當前LCD數據指針的地址 D7為是否允許讀寫操作(即檢查LCD是否處于忙狀態)

讀數據:讀取D0-07內的數據

寫指令: 寫入LCD的控制指令,比如清屏,顯示開關等

寫數據: 寫入需要顯示的數據,比方說要顯示字符a,就寫入0100 0001(41H)

讀狀態引腳電平:RS=L,RW=H,E=H輸出:D0~D7=狀態字
讀數據引腳電平:RS=H,RW=H,E=H輸出:D0~D7的數據
寫指令引腳電平:RS=L,RW=L,D0~D7=指令碼,E=高脈沖輸出:無
寫數據引腳電平:RS=H,RW=L,D0~D7=數據,E=高脈沖輸出:無
以51單片機為例,D0-D7接到P0口 RW RW EN接到任意兩個口

讀寫操作的時序圖如下:

讀操作時序:

寫操作時序:
我們來分析一下時序圖,當我們要寫指令的時候,RS置為低電平,RW置為低電平,EN置為低電平,然后將指令數據送到數據口D0~D7,延時tsp1,讓1602準備接收數據,這時候將EN拉高,產生一個上升沿,這時候指令就開始寫入LCD,延時一段時間,將EN置低電平。

當我們要寫數據的時候,RS置為低電平,RW置為高電平,EN置為低電平,然后將指令數據送到數據口D0~D7,延時tsp1,讓1602準備接收數據,這時候將EN拉高,產生一個上升沿,這時候數據就開始寫入LCD,延時一段時間,將EN置低電平。

我們以51單片機為例,D0-D7接到P0口上,RW RW EN任意三個引腳,則寫指令和寫數據代碼如下:

寫指令:

寫數據:

LCD1602的指令操作
LCD1602一共有11條指令,下面我們一一解讀,

1602液晶模塊的讀寫操作,屏幕和光標的操作都是通過指令來實現的。(1為高電平,0為低電平)

指令1:清顯示,指令碼01H,

功能:

光標復位到地址00H位置,LCD顯示DDRAM的內容全部寫入” “的ASCII碼20H
指令2:光標復位,光標返回到地址00H

功能:

光標復位到地址00H位置LCD顯示DDRAM的內容不變
指令3:光標和顯示位置設置

功能:

I/D,寫入新數據后光標移動方向,高電平右移,低電平左移,S:寫入新數據后顯示屏字符是否整體左移或右移一個字符,高電平表示有效,低電平表示無效
指令4:顯示開關控制
功能:

D(Dispaly):控制整體的顯示開與關,高電平表示開顯示屏,低電平表示關顯示屏C(Cursor):控制光標的開與關,高電平表示有光標,低電平表示無光標B(Blink):控制光標是否閃爍,高電平閃爍,低電平不閃爍
指令5:光標或顯示移位

SC=0,RL=0 :光標左移SC=0,RL=1 : 光標右移SC=1,RL=0時,字符和光標都左移SC=1,RL=1時字符和光標都右移
指令6:功能設置命令

DL:DL=1代表數據長度為8位,DL=0代表數據長度為4位N:低電平時只有一行可以顯示,高電平時兩行都可以顯示,F:低電平時一個字符大小為5X7的點陣字符,高電平時一個字符大小為5X10的點陣字符。
指令7:CGRAM地址設置

功能:

LCD1602的CGRAM可以設置存儲自定義字符,它共有6位,一共可以表示64個地址,即64個字節。一個5×8點陣字符共占用8個字節,那么這64個字節一共可以自定義8個字符。
指令8:DDRAM地址設置

指定DDRAM地址
指令9:讀忙信號和光標地址

BF:忙標志位,高電平表示忙,此時模塊不能接收命令或數據,如果為低電平表示不忙
指令10:寫數據到CGRAM或DDRAM指令

指令11·:從CGRAM或DDRAM讀數據指令

功能:讀取DDRAM或CGRAM中的內容
LCD初始化
LCD初始化的過程,也就是對LCD進行寫指令的過程,具體的指令如下:

寫指令38H:162顯示,57點陣,8位數據口 (指令6)寫指令0CH:開啟顯示屏,關光標,光標不閃爍 (指令4)寫指令0x06:顯示地址地址加1,即寫一個數據后,顯示位置右移一位 (指令3)寫指令01H:顯示清屏

LCD寫地址
其實本質也就是指令8,只不過我們在寫的時候,最高位D7是要求必須要為1 ,也就是實際是7位地址

比方說我們想要寫入第二行第一列,那么地址是40H(0100 0000),是不是直接寫就行了呢?,顯然是不行的,因為最高位D7不是1.所以需要加上一個80H(1000 0000),也就是實際寫入的為40H(0100 0000)+80H(1000 0000)=C0H(1100 0000)

那這樣子的話,第一行起始地址就是(1000 0000)80H,第二行起始地址是(1100 0000)C0H

代碼如下:

LCD寫數據
這個就相對比較簡單,直接用一個指針,判斷字符是否結束,然后寫入數據就可以

代碼及使用實例:
這里我們用Proteus仿真做演示

功能:LCD1602英文顯示字符

代碼如下:

測試效果如下:

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液晶傳感器:具有液晶鏡頭的CMOS圖像傳感器

51

Int.CI?
?
權利要求說明書
說明書
幅圖
?

54
)發明名稱
?
?
具有液晶鏡頭的
CMOS
圖像傳感器
?

57
)摘要
?
?
本實用新型提供了一種具有液晶鏡頭

CMOS
圖像傳感器,包括液晶模塊、光學鏡
頭模塊、圖像傳感器芯片和電極,所述液晶
模塊、光學鏡頭模塊和圖像傳感器芯片依次
固定連接,或者所述光學鏡頭模塊、液晶模
塊和圖像傳感器芯片依次固定連接,所述電
極設置在所述液晶模塊的下表面并通過光學
鏡頭模塊和圖像傳感器芯片內部的空腔與圖
像傳感器芯片的管腳連接,或者所述電極設
置在所述液晶模塊的下表面并通過所述圖像
傳感器芯片內部的空腔與圖像傳感器芯片的
?

液晶傳感器:快速檢測病毒的液晶生物傳感器的研究

結合近年發展起來的液晶技術,研究一種創新的檢測病毒的生物傳感器。該傳感器充分利用液晶分子排列對生物反應極其敏感和響應快以及光學放大等特點,以解決目前病毒檢測中存在費時、靈敏度低、需要繁瑣標記等缺點。其基本技術路線是:通過在液晶中混入被測病毒的抗體,然后通過玻璃基底上的自組裝膜使液晶分子有序排列。當有病毒出現時,由于病毒與抗體結合力遠大于與抗體與液晶分子的作用力,從而擾亂液晶分子的有序排列,引起液晶
[1]
液晶傳感器:【常用傳感器】LCD1602液晶工作原理詳解及例程代碼  第3張

液晶傳感器:新型 智能水泥 可用于建造更耐用的道路和城市

本文參加百家號“科學了不起”系列征文賽。
變色龍以其變色能力而聞名。根據它們的體溫或情緒,它們的神經系統會引導含有納米晶體的皮膚組織膨脹或收縮,改變納米晶體對光線的反射方式,使皮膚變成彩虹色。
受此啟發,芝加哥大學普利茲克分子工程學院(PPME)的科學家們開發出一種拉伸和應變液晶的方法,以產生不同的顏色。通過創建一個充滿液晶液滴的聚合物薄膜,然后對其進行操作,他們確定了變色傳感系統的基本原理,該系統可用于智能涂料、傳感器,甚至可穿戴電子產品。這項研究由Juan de Pablo教授領導,7月10日發表在《Science Advances》雜志上。
表現出不同分子取向的液晶,已經是許多顯示技術的基礎。但de Pablo和他的團隊對手性液晶很感興趣,這種手性液晶具有曲折性和某種不對稱的 "手性",如右手性或左手性,使它們具有更有趣的光學行為。
這些晶體還可以形成所謂的 "藍相晶體",它們同時具有液體和晶體的特性,在某些情況下可以比液體晶體本身更好地透射或反射可見光。
研究人員知道,如果拉伸或應變,這些晶體有可能被操縱,產生廣泛的光學效應,但他們也知道,直接拉伸或應變液體是不可能的。相反,他們將微小的液晶液滴放入聚合物薄膜中。
"這樣一來,我們就可以封裝手性液晶,并以非常具體的、高度可控的方式使其變形,"de Pablo說。"這讓你可以了解它們可以擁有的特性以及它們表現出的行為。"
通過這樣做,研究人員發現了更多不同的相(晶體的分子配置)比以前已知的要多得多。這些相會根據它們如何被拉伸或拉緊,甚至當它們經歷溫度變化時產生不同的顏色。
"現在,可能性真的是開放的想象力,"de Pablo說。"想象一下,在紡織品中使用這些晶體,根據你的溫度改變顏色,或者在你彎曲手肘的地方改變顏色。"
例如,這樣的系統還可以用來測量飛機機翼的應變,或者辨別房間或系統內溫度的微小變化。
顏色的變化提供了一種極好的方法來遠程測量一些東西,而不需要任何形式的接觸,de Pablo說。
"你可以只看你的設備的顏色,并知道該材料或設備的壓力有多大,并根據需要采取糾正措施,"他說。"例如,如果一個結構承受了太大的壓力,你可以立即看到顏色的變化,并關閉它來修復它?;蛘?,如果病人或運動員在移動時對身體的某個部位施加了過多的壓力,他們可以穿上織物來測量它,然后嘗試糾正它。"
他說,雖然研究人員用應變和溫度來操縱材料,但也有可能用電壓、磁場和聲場來影響它們,這可能會導致由這些晶體制成的新型電子設備。
"現在我們有了了解這些材料行為的基礎科學,我們可以開始將它們應用于不同的技術,"de Pablo說。
論文標題為《Prolate and oblate chiral liquid crystal spheroids》。
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