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HD44780U (LCD-II)

管脚功能

RS：选择寄存器，0：忙碌时用于写的指令寄存器，地址计数器（用于读）1：数据寄存器（用于读和写）

R/W 读写选择功能 0：写1：读

E 开始读/写数据功能

DB4—DB7 高四位双向数据总线，用于MPU和HD44780U之间的数据发送和接收；DB7可以被用作忙碌标志。

DB0—DB3 低四位三态数据总线，用于MPU和HD44780U之间的数据发送和接收；在四位操作时这些管脚不能被使用。

CL1发送串行数据到外部拓展区器件的时钟信号

CL2 传送串行数据的时钟信号

M 将液晶驱动波形转换为交流电的开关信号

D 对应每一段的字形数据

COM1—COM16

SEG1—SEG40 段信号

OSC1、OSC2 震荡时钟 当液晶显示器工作时，必须连接一个寄存器，输入是一个外部信号时必须输出OSC1.

功能描述

寄存器

HD44780U有两个八位寄存器，一个是指令寄存器（IR），一个是数据寄存器（DR）。指令寄存器存储指令代码，这些指令代码包括显示、光标转换，用于显示数据寄存器和字符发生器的地址信息。指令寄存器只能被微处理器写。

DR暂时存储将要写入DDRAM或者CGRAM的数据以及暂时存储将要从DDRAM或者CGRAM读出的数据。通过一个中断处理将微处理器写入DR的数据自动写入DDRAM或者CGRAM中。当地址信息被写入指令寄存器IR中时，中断处理将数据从DDRAM或者CGRAM中读出然后写入数据寄存器DR中，当微处理器读取数据寄存器中的数据时，微处理器之间的数据传递就完成了。读取完成后，存储在DDRAM或者CGRAM的指向下一地址的的数据被送到数据寄存器中用于下一次从微处理器读出。通过寄存器选择信号，可以选择这两种不同的寄存器。

忙碌标志

当忙碌标志是1时，HD44780U处于中断处理模式，此时，下一条指令信息将不会被执行，当RS=0和R/W = 1时，忙碌标志信号向DB7输出。必须确保忙碌标志为0时，才能写入下一条指令信息。

地址计数器（AC）

地址计数器给DDRAM和CGRAM分配地址。当一个指令的地址被写入到IR中时，地址信息从IR中发送到AC中，DDRAM或者CGRAM的选择也取决于指令。在写入（读出）到DDRAM或者CGRAM后，AC自动的加1（减1）。当RS = 0 and R/W = 1时，AC中的数据输出到DB0 至DB6。

显示数据内存（DDRAM）

显示数据内存以八位字符编码的形式存储显示数据。它可以扩展的容量是80*8 bits或者80个字符。显示数据内存中不用于显示的数据空间可以被用做般的数据内存。图1中是DDRAM地址与液晶显示器位置的之间的关系。DDRAM的地址信息以十六进制的形式在AC中

一行显示（N=0）（图2）

当少于80个显示字符时，从开头位置开始显示。例如，如果只用HD44780，显示八位字符如图3.当显示转移操作实行时，DDRAM的地址也转移如图3

两行显示（N=1）（图4）

案例1：当显示字符数少于40*2时,条线从开头位置开始显示。要注意第一条线的结束地址和第二条线的开始地址不是连贯的。例如，当只用HD44780时，显示8*2，如图5。当显示转移操作实行时，DDRAM的地址也转移如图5.

案例2：为了实现16字符*2的显示，可以用一个40输出口德拓展驱动器，如图6. .当显示转移操作实行时，DDRAM的地址也转移如图6.

字符发生器日ROM（CGROM）

字符发生器内存将八位字符编码变成5*8或者5*10点字符模式（表4）。它可以产生208个5*8点字符和32个5*10点字符。用户自定义字符通过编程只读存储器也可以实现。

字符发生器RAM（CGRAM）

在字符发生器RAM中，用户可以用程序重写字符模式，可以写入八字符模式实现5*8点显示可以写入4字符模式实现5*10点显示。

表4中展示了存储在CGRAM中的字符模式，按表4左列的地址将字符代码写入DDRAM。

表5展现了CGRAM 地址和数据以及显示模式之间的关系

不用来显示的存储空间可以用作一般的数据存储器。

修改字符模式

字符模式发展进程

以下操作对应于图7列出的数字

1. 确定字符模式和代码之间的通信模式。
2. 创造一个清单表示出EPROM地址和数据之间的通信。
3. 将字符模式编入EPROM.
4. 将EPROM安装到日立上。
5. EPROM上的电脑进程会在日立机上运行从而创建一个字符模式清单，用来发送给用户。
6. 如果字符模式清单中没有错误，日立机会建造一个试验性的集成电路，这个样品将会发给用户进行评估，当被用户确认字符模式被正确写入时，日立机会产生大量的集成电路。

编制字符模式

这部分解释了EPROM中地址和用来编制字符模式的数据之间的通信，HD44780U字符发生内存可以产生208个5*8点字符和32个5*10点字符。

字符模式

EPROM地址数据和字符模式数据相互通讯形成一个5*8或者5*10点字符（表1和表2）。

处理未使用过的字符

1. 在字符模式区域外面的EPROM数据：一直输入0.
2. 在CGRAM 区域中的EPROM数据：一直输入0.（EPROM的地址从00H到FFH输入0）
3. 当用户不用任何HD44780U字符模式时，根据用户的的请求，EPROM数据用以下所列出的方式用的一种进行处理。
4. 当未使用过的字符模式未被编程时：如果一个未被编程的字符编码被写入DDRAM，它所有的点都是亮的。************（这是因为EPROM在被抹去后被填进了1.）
5. 当未使用过的字符模式被编程为0：即使未使用的字符编码被写入EPROM也不会有任何显示（这相当于一段空间）

定时电路

定时电路产生用于内部电路操作的定时信号，例如DDRAM, CGROM 和CGRAM，ＲＡＭ读取显示的定时时间和ＭＰＵ内部操作的定时时间分别产生避免相互干扰，例如，当向DDRAM写入数据时，将不会有不希望的干扰，比如在非显示区出现闪烁。

液晶显示器电路

液晶显示器电路由１６个普通信号驱动器和４０个短信号驱动器组成，当字符字体和数字被程序选择出来时，被用到的普通信号驱动器自动得输出驱动器波形，而其他的普通信号驱动器继续输出无选择性的波形。

发送串行数据以显示数据字符模式开始，与DDRAM中的最后地址相一致。

因为当与开始地址一致的显示数据字符模式进入内部移位寄存器时，串行数据被锁住。HD44780U从头部开始驱动显示。

光标／闪烁控制电路

光标、闪烁控制电路产生光标或者字符闪烁。光标或者字符闪烁将会出现在ＡＣ在ＤＤＲＡＭ中设置的地址上。

例如（图８），当ＡＣ中扥地址时０８Ｈ，光标的位置出现在ＤＤＲＡＭ中的０８Ｈ地址上。

微处理器接口

HD44780U既可以传送４位数据又可以传送８位数据，因此允许连接４我或者８位微处理器。

对于传输４位接口数据来说，只需要４条总线（DB4到DB7）。DB0到DB3用不到。完成44780U和MPU之间数据传送的需要传送两次4位数据。为了有序得传送数据，先传送高4位，再传送低4位。

4位数据传输完两次后，必须检查忙碌标志，两次4位数据操作之后，传送忙碌标志和地址计数器数据。

对于传送8位接口数据，所有的总线都会被用到。

复位功能

内部复位电路的初始化

当开启电源时，内部复位电路自动初始化HD44780U。以下指令在初始化时会被执行。忙碌标志保持为忙碌装太，直到初始化完成，电压上升到4.5V后忙碌状态持续10ms。

1. 清空显示
2. 函数设置

DL = 1; 8位接口数据

N = 0; 1条线显示

F = 0; 5*8点字符 3.显示开关控制

D=0显示关闭

C=0光标关

B=0闪烁关闭

4.方式设置

I/D=1；

S=0；

注意：如果复位电路的电源特性没有被满足，内部复位电路不会正常工作，无法初始化HD44780U。

指令

概述

只有HD44780U的指令寄存器和数据寄存器可以被MPU控制。在HD44780U的内部操作开始之前，控制信息存储在这些寄存器中用来和不同运行速度的MPU连接，或者其他次要控制装置。HD44780U的内部操作由MPU发出的信号决定，这些信号包括寄存器选择信号，读写信号以及数据总线信号，共同组成了HD44780U的指令系统（表6）。这有四种指令：

指定HD44780U的功能，例如显示格式，数据长度，等

设置内部存储器地址

实现和内部存储器的数据传输

实现辅助功能

一般来说，实现和内部存储器的数据传输指令时用的最多的，但是，每次数据写完之后HD44780U内部存储器地址自动加1或者减1

可以减少MPU的程序负载，因为显示移位指令和数据写指令可以同时执行，所以用户可以有效地缩短系统开发的时间。

当一个指令在内部操作中被执行时，除了忙碌标志和读地址指令外其他指令都不能执行。

因为当一个指令执行时，忙碌标志被设置为1，所以在MPU发出其他指令之前确保忙碌标志为0.

注意：MPU在发出指令之前，确保HD44780U的忙碌标志为0，否则，两条指令之间的时间会很长，参见表6.

指令描述

清除显示

清除显示是将空格代码写入所有的DDRAM的地址。它把DDRAM的地址0设置到地址计数器中，将显示恢复到原来的状态。或者说，显示内容消失，光标或者闪烁回到显示的器左边缘。它也将入口方式I/D设置为1.入口方式没有改变。

恢复原位

恢复原位功能将DDRAM地址0设置到地址计数器中，将显示恢复到最初的状态，DDRAM中的内容没有改变。光标或者闪烁回到显示的最左边。

入口方式设置

当一个字符编码写入或者从DDRAM中读出时，DDRAM地址加1（I/D=1）或者减1

（I/D=0）。当增加1时，光标或者闪烁向右移动；当减1时，光标或者闪烁向左移动。上述情况也适用于读写CGRAM。

S：S=1时，无论I/D=1或者I/D=0都能改变整个显示，S=0时，不会发生改变。如果S=1，看起来好像光标不动显示在动，当从DDRAM中读时，显示不会改变，同样，写入或者从CGRAM中读时也不会改变显示。

显示开关控制

D：D=1时，显示开；D=0时，显示关。当显示关时，显示数据存储在DDRAM中，一旦D设置为1，立刻显示出来。

C：C=1，显示光标；C=0不显示光标。即使光标消失，I/D的功能或者其他的功能都不会改变，在写入显示数据的过程中。图13

B：B=1时，可以通过光标闪烁显示字符（图13）。

光标或者显示改变

光标、显示改变功能向右向左改变光标，显示并不是因为读写显示数据，这个功能是用来更正或者搜索显示，在两行显示中，当光标走过第一行的第40个数字时，会移动到第2行，同时显示内容会变到第2行。

当显示数据被频繁改变时，每行只平行移动，第2行不会替换第1行。

如果只是显示改变，地址计数器内容不会改变。

功能设置

DL：设置接口数据长度。当DL=1，数据以八位的形式发送和接收；当DL=0，数据以四位形式发送和介绍。当选择四位数据传输形式时，数据必须发送或者接收两次。

N:设置显示行数。

F:设置字体

注意：在执行任何指令之前实现程序开头的功能，从这一点来看，设置指令的功能无法被执行，除非改变传输数据长度。

设置CGRAM地址

设置CGRAM功能设置CGRAM二进制地址AAAAA到地址计数器。

之后数据被写入或者从微处理器中读出。

设置DDRAM地址

设置

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