基于 HD44780 的字符 LCD 需要微控制器至少 6 條 I/O 線來(lái)顯示數(shù)據(jù)。因此，它們不適合像 PIC12F 系列微芯片這樣的低引腳微控制器。在這個(gè)項(xiàng)目中，我將展示如何僅使用微控制器的 3 個(gè)引腳來(lái)驅(qū)動(dòng)基于 HD44780 的 LCD 顯示器。我將用 PIC12F683 微芯片來(lái)演示它。來(lái)自微控制器的字符數(shù)據(jù)和命令被串行傳輸?shù)揭莆患拇嫫鳎?4HC595），并且移位寄存器的并行輸出被饋送到LCD引腳。
　　關(guān)于74HC595　　74HC595是一款高速8位串行輸入、串行或并行輸出移位寄存器，具有存儲(chǔ)寄存器和三態(tài)輸出。

　　引腳分配_1
　　移位寄存器和存儲(chǔ)寄存器具有獨(dú)立的時(shí)鐘，分別為SH_CP和ST_CP。移位寄存器中的數(shù)據(jù)在 SH_CP 正向跳變時(shí)移位，移位寄存器的內(nèi)容將在 ST_CP 正向跳變時(shí)傳輸?shù)酱鎯?chǔ)寄存器。如果我們將兩個(gè)時(shí)鐘連接在一起，移位寄存器將始終比存儲(chǔ)寄存器早一個(gè)時(shí)鐘。當(dāng)輸出使能（OE）為低電平時(shí)，存儲(chǔ)寄存器的 8 位數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在并行輸出（Q0-Q7）處。
　　在此項(xiàng)目中，SH_CP 和 ST_CP 捆綁在一起。因此，如果我們想在Q0-Q7處接收串行傳輸?shù)?位并行形式，則在傳輸串行數(shù)據(jù)的第8位后需要一個(gè)額外的時(shí)鐘脈沖，因?yàn)闀r(shí)鐘是捆綁的并且存儲(chǔ)寄存器是1個(gè)時(shí)鐘移位寄存器后面。
　　基于HD44780的字符液晶屏
　　所有基于 HD44780 的字符 LCD 顯示器均使用 14 條線連接：8 條數(shù)據(jù)線 (D0-D7)、3 條控制線（RS、E、R/W）和 3 條電源線（Vdd、Vss、Vee）。某些 LCD 可能具有 LED 背光，因此它們可能具有額外的連接（通常是兩個(gè)：LED+ 和 LED-）。
　　引腳排列_2
　　電路圖　　該項(xiàng)目的硬件部分相當(dāng)簡(jiǎn)單。具有挑戰(zhàn)性的部分是編寫驅(qū)動(dòng)程序軟件，該軟件負(fù)責(zé)將字符數(shù)據(jù)和命令串行傳輸?shù)?74HC595 串行輸入并行輸出移位寄存器所需的正確操作序列。移位寄存器并行輸出然后連接到 LCD 數(shù)據(jù)線 (D4-D7) 和 RS 控制引腳。這種布置需要微控制器的 3 個(gè)引腳在并行 LCD 顯示器上顯示字符數(shù)據(jù)：2 個(gè)引腳用于向 74HC595 提供時(shí)鐘和數(shù)據(jù)，1 個(gè)引腳用于 LCD 模塊的使能控制 (E) 引腳。由于數(shù)據(jù)傳輸采用 4 位模式，因此任何 8 位命令或字符數(shù)據(jù)都分兩步發(fā)送：先發(fā)送高半字節(jié)，然后發(fā)送低半字節(jié)。 R/W 控制引腳接地，因此在這種情況下無(wú)法從 LCD 模塊讀取數(shù)據(jù)或狀態(tài)。

　
　　75HC595 的 SH_CP (11) 和 ST_CP (12) 時(shí)鐘輸入連接在一起，并由一個(gè)微控制器引腳驅(qū)動(dòng)。來(lái)自微控制器的串行數(shù)據(jù)通過(guò) DS (14) 引腳饋送到移位寄存器。 OE(13)引腳接地，復(fù)位引腳MR(10)拉高。 74HC595 的并行輸出 Q0-Q3 連接到 LCD 模塊的 D4-D7 引腳。同樣，Q4 輸出用作 RS 控制引腳。如果 LCD 模塊帶有內(nèi)置背光 LED，則可以通過(guò)上面所示的 LED 控制引腳簡(jiǎn)單地打開(kāi)或關(guān)閉它。將 LED 引腳拉至邏輯高電平將打開(kāi)背光。
　　電路焊接在通用原型板上
　　首先，2 個(gè)時(shí)鐘后，饋送到 74HC595 DS 引腳的一位數(shù)據(jù)出現(xiàn)在 Q0 輸出處（因?yàn)?SH_CP 和 ST_CP 相連）。因此，發(fā)送 4 位數(shù)據(jù) (D4-D7) 和 RS 信號(hào)需要 6 個(gè)時(shí)鐘脈沖，直到它們分別出現(xiàn)在 Q0-Q4 輸出處。當(dāng)LCD模塊打開(kāi)時(shí)，它被初始化為8位模式。應(yīng)發(fā)送多個(gè)初始化命令以在 4 位模式下操作 LCD 模塊。這里討論的所有驅(qū)動(dòng)程序例程都是用 mikroC 編譯器編寫的。它們僅適用于 16×2 LCD 模塊。用戶可以修改 Initialize_LCD() 例程內(nèi)的初始化操作以考慮其他 LCD 配置。驅(qū)動(dòng)程序及其功能如下所述。
　　Initialize_LCD() ：初始化 LCD 模塊，使其工作為 4 位模式、2 行顯示、5×7 大小字符、顯示 ON、無(wú)光標(biāo)。Write_LCD_Data() ：發(fā)送一個(gè)字符字節(jié)以在當(dāng)前光標(biāo)位置顯示。Write_LCD_Cmd() ：向 LCD 模塊寫入命令字節(jié)。Write_LCD_Nibble() ：數(shù)據(jù)或命令字節(jié)作為兩個(gè)半字節(jié)發(fā)送到 LCD 模塊。因此，該函數(shù)例程負(fù)責(zé)將半字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送到 LCD 模塊。Write_LCD_Text() ：該例程用于發(fā)送字符串以在當(dāng)前光標(biāo)位置顯示。Position_LCD() :改變當(dāng)前光標(biāo)位置
　　在程序開(kāi)始時(shí)，您需要為所選的微控制器端口定義 Data_Pin、Clk_Pin 和 Enable_Pin。我將在這里演示如何使用這些驅(qū)動(dòng)程序例程在不同位置顯示兩個(gè)閃爍的字符串 Message1 和 Message2。我將使用 PIC12F683 微控制器測(cè)試我們的串行 LCD 模塊。測(cè)試電路如下圖所示。
　　鎖定、數(shù)據(jù)和啟用線路通過(guò) GP1、GP5 和 GP2 端口提供服務(wù)。