LCD1602液晶顯示實驗

1、實 驗 報 告實驗名稱： LCD1602液晶顯示實驗姓 名： 學 號： 指導教師： 實驗時間： 2013年6月15日 信息與通信工程學院LCD1602液晶顯示實驗1.實驗原理1.1 基本原理1.1.1 1602字符型LCD簡介 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。1.1.2 1602LCD的基本參數(shù)及引腳功能 1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖1-2所示：圖1-2 1602LCD尺寸圖1.1602L

2、CD主要技術參數(shù)：顯示容量: 162個字符芯片工作電壓: 4.55.5V工作電流: 2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓: 5.0V字符尺寸: 2.954.35(WH)mm2.引腳功能說明:1602LCD采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表: 表1-3引腳接口說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極1.1.3 1602LCD的指令說明及時

3、序1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表1-4所示：表1-4 控制命令表序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標

4、的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）讀寫操作時序如圖1-5和1-6所示：圖1-5 讀操作時序圖1-6 寫操作時序1.1.4 1602LCD的RAM地址映射及標準字庫表液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以，在執(zhí)行每條指令之前，一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時，要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖1-7是1602的內(nèi)部顯示地址。圖1-7 1602LCD內(nèi)部顯示地址例如，第二行第一個字符的地址是40H，那么是否直接寫入40H就可以將光標定位在第二行第一個字符的位置呢？這樣不行，因為寫入顯示地址時要求最高位D7恒定為高電

5、平1，所以實際寫入的數(shù)據(jù)應該是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。在對液晶模塊的初始化中，要先設置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時光標是自動右移的，無需人工干預。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”因為1602識別的

6、是ASCII碼，試驗可以用ASCII碼直接賦值，編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如“A”。1602通過D0D7的8位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。1.1.5 1602LCD的一般初始化（復位）過程延時15mS寫指令38H（不檢測忙信號）延時5mS寫指令38H（不檢測忙信號）延時5mS寫指令38H（不檢測忙信號）以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號寫指令38H：顯示模式設置寫指令08H：顯示關閉寫指令01H：顯示清屏寫指令06H：顯示光標移動設置寫指令0CH：顯示開及光標設置1.2 任務1及其原理任務1：更改lcd上顯示的字符。通過更改wire 127:0 row1_val，wire 12

7、7:0 row2_val的賦值即可，注意保證“”內(nèi)的字符數(shù)包括空格共16位。1.3 任務2及其原理任務2:將“LCD1602驅(qū)動模塊”文件與“LCD1602驅(qū)動測試模塊”文件合并成為一個verilog文件。首先，新建一個頂層VerilogHDL文件，將兩個文件的輸入，內(nèi)容合并，調(diào)試新的模塊，然后將管腳連接在一起，從而完成合并。1.4 任務3及其原理任務3：實現(xiàn)液晶屏的某一位完成09的循環(huán)變換，并且設置復位鍵，在循環(huán)過程中按下復位鍵循環(huán)可從0重新開始。完成本次的實驗想法是將“LCD1602驅(qū)動測試模塊”文件中wire 127:0 row1_val，wire 127:0 row2_val變量進行改

8、動，將row1_val原本賦予的字符替換為一個變量，設定新的時鐘，即循環(huán)變換的間隔時間，再通過條件語句控制循環(huán)。使能鍵的控制原理是通過對循環(huán)變換的條件進行操作實現(xiàn)的，即當按鍵使能時循環(huán)開始，反之，則從0開始。2. 實驗流程圖09循環(huán)變換流程圖3.實驗程序3.1 任務1程序 程序更改部分：wire 127:0 row1_val = liu wupeng ; wire 127:0 row2_val = 2009081206 ;3.2 任務2程序 將測試模塊中的驅(qū)動部分，兩個文件的對應命名只留其一，合并兩文件，即以下部分 / 例化LCD1602驅(qū)動 lcd1602_drive u0( .clk(CL

9、OCK_50M), .rst_n(Q_KEY), .row1_val(row1_val), .row2_val(row2_val), .lcd_data(LCD1602_DATA), .lcd_e(LCD1602_E), .lcd_rs(LCD1602_RS), .lcd_rw(LCD1602_RW);完整程序請參見附件：13.3 任務3程序 改動模塊：LCD1602驅(qū)動測試模塊，加重處為修改、添加部分module lcd1602_test( input CLOCK_50M, / 板載時鐘25MHz input Q_KEY, / 板載按鍵RST output 7:0 LCD1602_DATA,

10、 / LCD1602數(shù)據(jù)總線 output LCD1602_E, / LCD1602使能 output LCD1602_RS, / LCD1602指令數(shù)據(jù)選擇 output LCD1602_RW, / LCD1602讀寫選擇 output SEL0, / LCD1602讀寫選擇 output SEL1, / LCD1602讀寫選擇 output SEL2 / LCD1602讀寫選擇 input key, /使能控制鍵 );reg 127:0 row1_val; /將原本的wire型改為reg型，保證其可變wire 127:0 row2_val = ; /將第二行賦值都是空格，實驗時顯示為空re

11、g 7:0 a; /a變化控制reg 127:0 row1_valreg 3:0 i; reg 25:0 cnt; /分頻用reg en; /使能控制assign SEL0 = 1b0; assign SEL1 = 1b0; assign SEL2 = 1b1; always (posedge CLOCK_50M,negedge Q_KEY) if (!Q_KEY) cnt = 0; else cnt = cnt + 1b1;wire lcd_clk = cnt25; /分頻模塊always (a) begin row1_val7:0=a; end /將a賦給 row1_val7:0的低8位

12、always (negedge key) begin if (en=0) en=1; else en=0; end /使能控制模塊，下降沿有效 always (posedge lcd_clk) if (en) if(i 0123456789ABCDEF -wire 127:0 row1_val = liu wupeng ;wire 127:0 row2_val = 2009081206 ;assign SEL0 = 1b0; assign SEL1 = 1b0; assign SEL2 = 1b1; / +/ 分頻模塊 開始/ +reg 15:0 cnt; / 計數(shù)子always (posed

13、ge clk, negedge rst_n) if (!rst_n) cnt = 0; else cnt = cnt + 1b1;/ 500Khz 1MHz 皆可wire lcd_clk = cnt15; / (215 / 50M) = 1.31ms / -/ 分頻模塊 結(jié)束/ -/ +/ LCD1602驅(qū)動模塊 開始/ +/ 格雷碼編碼：共40個狀態(tài)parameter IDLE = 8h00;/ 寫指令，初始化parameter DISP_SET = 8h01; / 顯示模式設置parameter DISP_OFF = 8h03; / 顯示關閉parameter CLR_SCR = 8h02

14、; / 顯示清屏parameter CURSOR_SET1 = 8h06; / 顯示光標移動設置parameter CURSOR_SET2 = 8h07; / 顯示開及光標設置/ 顯示第一行parameter ROW1_ADDR = 8h05; / 寫第1行起始地址parameter ROW1_0 = 8h04;parameter ROW1_1 = 8h0C;parameter ROW1_2 = 8h0D;parameter ROW1_3 = 8h0F;parameter ROW1_4 = 8h0E;parameter ROW1_5 = 8h0A;parameter ROW1_6 = 8h0B

15、;parameter ROW1_7 = 8h09;parameter ROW1_8 = 8h08;parameter ROW1_9 = 8h18;parameter ROW1_A = 8h19;parameter ROW1_B = 8h1B;parameter ROW1_C = 8h1A;parameter ROW1_D = 8h1E;parameter ROW1_E = 8h1F;parameter ROW1_F = 8h1D;/ 顯示第二行parameter ROW2_ADDR = 8h1C; / 寫第2行起始地址parameter ROW2_0 = 8h14;parameter ROW2

16、_1 = 8h15;parameter ROW2_2 = 8h17;parameter ROW2_3 = 8h16;parameter ROW2_4 = 8h12;parameter ROW2_5 = 8h13;parameter ROW2_6 = 8h11;parameter ROW2_7 = 8h10;parameter ROW2_8 = 8h30;parameter ROW2_9 = 8h31;parameter ROW2_A = 8h33;parameter ROW2_B = 8h32;parameter ROW2_C = 8h36;parameter ROW2_D = 8h37;pa

17、rameter ROW2_E = 8h35;parameter ROW2_F = 8h34;reg 5:0 current_state, next_state; / 現(xiàn)態(tài)、次態(tài)/ FSM: always1always (posedge lcd_clk, negedge rst_n) if(!rst_n) current_state = IDLE; else current_state = next_state;/ FSM: always2alwaysbegin case(current_state) IDLE : next_state = DISP_SET; / 寫指令，初始化 DISP_SE

18、T : next_state = DISP_OFF; DISP_OFF : next_state = CLR_SCR; CLR_SCR : next_state = CURSOR_SET1; CURSOR_SET1 : next_state = CURSOR_SET2; CURSOR_SET2 : next_state = ROW1_ADDR; / 顯示第一行 ROW1_ADDR : next_state = ROW1_0; ROW1_0 : next_state = ROW1_1; ROW1_1 : next_state = ROW1_2; ROW1_2 : next_state = ROW

19、1_3; ROW1_3 : next_state = ROW1_4; ROW1_4 : next_state = ROW1_5; ROW1_5 : next_state = ROW1_6; ROW1_6 : next_state = ROW1_7; ROW1_7 : next_state = ROW1_8; ROW1_8 : next_state = ROW1_9; ROW1_9 : next_state = ROW1_A; ROW1_A : next_state = ROW1_B; ROW1_B : next_state = ROW1_C; ROW1_C : next_state = ROW

20、1_D; ROW1_D : next_state = ROW1_E; ROW1_E : next_state = ROW1_F; ROW1_F : next_state = ROW2_ADDR; / 顯示第二行 ROW2_ADDR : next_state = ROW2_0; ROW2_0 : next_state = ROW2_1; ROW2_1 : next_state = ROW2_2; ROW2_2 : next_state = ROW2_3; ROW2_3 : next_state = ROW2_4; ROW2_4 : next_state = ROW2_5; ROW2_5 : ne

21、xt_state = ROW2_6; ROW2_6 : next_state = ROW2_7; ROW2_7 : next_state = ROW2_8; ROW2_8 : next_state = ROW2_9; ROW2_9 : next_state = ROW2_A; ROW2_A : next_state = ROW2_B; ROW2_B : next_state = ROW2_C; ROW2_C : next_state = ROW2_D; ROW2_D : next_state = ROW2_E; ROW2_E : next_state = ROW2_F; ROW2_F : ne

22、xt_state = ROW1_ADDR; / default : next_state = IDLE ; endcaseend/ FSM: always3always (posedge lcd_clk, negedge rst_n)begin if(!rst_n) begin lcd_rs = 0; lcd_data = 8hxx; end else begin / 寫lcd_rs case(next_state) IDLE : lcd_rs = 0; / 寫指令，初始化 DISP_SET : lcd_rs = 0; DISP_OFF : lcd_rs = 0; CLR_SCR : lcd_

23、rs = 0; CURSOR_SET1 : lcd_rs = 0; CURSOR_SET2 : lcd_rs = 0; / 寫數(shù)據(jù)，顯示第一行 ROW1_ADDR : lcd_rs = 0; ROW1_0 : lcd_rs = 1; ROW1_1 : lcd_rs = 1; ROW1_2 : lcd_rs = 1; ROW1_3 : lcd_rs = 1; ROW1_4 : lcd_rs = 1; ROW1_5 : lcd_rs = 1; ROW1_6 : lcd_rs = 1; ROW1_7 : lcd_rs = 1; ROW1_8 : lcd_rs = 1; ROW1_9 : lcd_rs

24、 = 1; ROW1_A : lcd_rs = 1; ROW1_B : lcd_rs = 1; ROW1_C : lcd_rs = 1; ROW1_D : lcd_rs = 1; ROW1_E : lcd_rs = 1; ROW1_F : lcd_rs = 1; / 寫數(shù)據(jù)，顯示第二行 ROW2_ADDR : lcd_rs = 0; ROW2_0 : lcd_rs = 1; ROW2_1 : lcd_rs = 1; ROW2_2 : lcd_rs = 1; ROW2_3 : lcd_rs = 1; ROW2_4 : lcd_rs = 1; ROW2_5 : lcd_rs = 1; ROW2_6

25、 : lcd_rs = 1; ROW2_7 : lcd_rs = 1; ROW2_8 : lcd_rs = 1; ROW2_9 : lcd_rs = 1; ROW2_A : lcd_rs = 1; ROW2_B : lcd_rs = 1; ROW2_C : lcd_rs = 1; ROW2_D : lcd_rs = 1; ROW2_E : lcd_rs = 1; ROW2_F : lcd_rs = 1; endcase / 寫lcd_data case(next_state) IDLE : lcd_data = 8hxx; / 寫指令，初始化 DISP_SET : lcd_data = 8h3

26、8; DISP_OFF : lcd_data = 8h08; CLR_SCR : lcd_data = 8h01; CURSOR_SET1 : lcd_data = 8h06; CURSOR_SET2 : lcd_data = 8h0C; / 寫數(shù)據(jù)，顯示第一行 ROW1_ADDR : lcd_data = 8h80; ROW1_0 : lcd_data = row1_val127:120; ROW1_1 : lcd_data = row1_val119:112; ROW1_2 : lcd_data = row1_val111:104; ROW1_3 : lcd_data = row1_val103: 96; ROW1_4 : lcd_data = row1_val 95: 88; ROW1_5 : lcd_data = row1_val 87: 80; ROW1_6 : lcd_data = row1_val 79: 72; ROW1_7 : lcd_data = row1_val 71: 64; ROW1_8 : lcd_data = row1_val 63: 56; ROW1_9 : lcd_data = row1_val 55: 48; ROW1_A : lcd_data = row1_val 47: 40; ROW1_B : lcd_data = row