微機(jī)原理與接口實(shí)驗(yàn)4.6液晶屏顯示-LCD1602賴(lài)曉錚

微機(jī)原理與接口實(shí)驗(yàn)系列一、IO端口擴(kuò)展(8255)二、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(8253)三、串口通信(8251)四、模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC0809)五、數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC0832)六、液晶屏顯示(LCD1602)七、中斷控制器(8259)賴(lài)曉錚博士華南理工大學(xué)laixz@QQ:68046508（六）

液晶屏顯示(LCD1602)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：●構(gòu)建“CPU+LCD”的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，及編程相應(yīng)的人機(jī)界面程序，實(shí)現(xiàn)通過(guò)字符型液晶屏LCD1602顯示英文字符、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)和數(shù)字的功能。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模骸窳私庾址鸵壕э@示屏LCD1602的基本工作原理。●掌握CPU控制LCD1602輸出顯示文本內(nèi)容的方法。微程序版“CPU+LCD1602”電路圖初始化過(guò)程時(shí)鐘信號(hào)CLK接手動(dòng)開(kāi)關(guān)MANUAL，啟動(dòng)仿真，使能復(fù)位信號(hào)#RESET=0；手動(dòng)按鈕MANUAL開(kāi)關(guān)“010”，然后令信號(hào)#RESET=1.注：初始化完成后，若時(shí)鐘信號(hào)CLK繼續(xù)接開(kāi)關(guān)MANUAL，則CPU進(jìn)入手動(dòng)模式，手動(dòng)MANUAL開(kāi)關(guān)，生成時(shí)鐘信號(hào)CLK，程序單步執(zhí)行；若時(shí)鐘信號(hào)CLK接信號(hào)源AUTO-CLK（主頻10Hz），則CPU進(jìn)入自動(dòng)模式，程序自動(dòng)運(yùn)行，直到HLT指令的“斷點(diǎn)”處暫停。重啟過(guò)程（跳出“斷點(diǎn)”）時(shí)鐘信號(hào)CLK接開(kāi)關(guān)MANUAL，手動(dòng)令復(fù)位信號(hào)端#RESET的狀態(tài)“101”變化，即重啟完成，跳出“斷點(diǎn)”繼續(xù)執(zhí)行

。注：跳出“斷點(diǎn)”后，CPU進(jìn)入HLT指令的后續(xù)下一條指令的取指周期。液晶顯示屏LCD1602應(yīng)用電路圖液晶屏LCD1602示意圖LCD1602

字模寄存器引腳號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明引腳號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9DB2數(shù)據(jù)總線端口2VDD電源正極10DB3數(shù)據(jù)總線端口3V0偏壓信號(hào)11DB4數(shù)據(jù)總線端口4RS命令/數(shù)據(jù)12DB5數(shù)據(jù)總線端口5RW讀/寫(xiě)13DB6數(shù)據(jù)總線端口6E片選使能14DB7數(shù)據(jù)總線端口7DB0數(shù)據(jù)總線端口15A背光正極8DB1數(shù)據(jù)總線端口16K背光負(fù)極液晶屏LCD1602寫(xiě)操作時(shí)序圖LCD1602

引腳功能序號(hào)命令RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB01清屏00000000012光標(biāo)返回000000001X3輸入模式設(shè)置00000001I/DS4顯示開(kāi)/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移動(dòng)000001S/CR/LXX6工作方式設(shè)置00001DLNFXX7置CGRAM地址0001字模寄存器CGRAM地址8置DDRAM地址001顯示數(shù)據(jù)寄存器DDRAM地址9讀狀態(tài)字01BF地址計(jì)數(shù)器AC值10寫(xiě)數(shù)據(jù)到CGRAM或DDRAM10寫(xiě)入的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)據(jù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容液晶屏LCD1602命令字格式實(shí)驗(yàn)步驟：1）LCD1602顯示測(cè)試程序test_LCD1602.asm存放在實(shí)驗(yàn)4.6項(xiàng)目的子文件夾test里，其功能實(shí)現(xiàn)了CPU向LCD1602發(fā)送一段ASCII碼字符序列“HELLO!”，在LCD1602屏幕的第一行正確顯示。具體代碼如后頁(yè)所示。2）編譯、燒寫(xiě)、自動(dòng)運(yùn)行上述test_LCD1602源程序，在程序自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中觀察LCD1602屏幕顯示內(nèi)容。（編譯和燒寫(xiě)asm文件的方法參見(jiàn)“2.6存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)：ROM批量導(dǎo)入數(shù)據(jù)”）3）修改自行設(shè)計(jì)所要顯示的字符序列及顯示位置（例如改為在第二行顯示），若字符序列需要2行以上的顯示空間，則可以增加LCD屏幕的滾動(dòng)顯示功能。修改并自動(dòng)執(zhí)行程序test_LCD1602。在運(yùn)行過(guò)程中觀察LCD1602屏幕顯示的內(nèi)容。匯編助記符注釋(M地址：機(jī)器指令)JMP08H00H:0001000001H:0000100048H“H”02H:0100100045H“E”03H:010001014CH“L”04H:010011004CH“L”05H:010011004FH“O”06H:0100111121H“!”07H:00100001SETR3,90HLCD地址[1001xxxx]，寫(xiě)命令模式08H:0011110009H:10010000OUTAR3,PORT0選擇LCD，寫(xiě)命令模式0AH:01011110test_LCD1602匯編助記符注釋(M地址：機(jī)器指令)SETR2,38HR2存放命令6，8位數(shù)據(jù)格式，雙行顯示0BH:001110000CH:00111000OUTR2,PORT0使能E寫(xiě)入命令0DH:01011000SETR2,0CHR2存放命令4，開(kāi)顯示開(kāi)關(guān)

無(wú)光標(biāo)不閃爍0EH:001110000FH:00001100OUTR2,PORT0使能E寫(xiě)入命令10H:01011000SETR2,01HR2存放命令1，清屏11H:0011100012H:00000001OUTR2,PORT0使能E寫(xiě)入命令13H:01011000SETR2,06HR2存放命令3，I/D=1，光標(biāo)在新數(shù)據(jù)右邊14H:0011100015H:00000110OUTR2,PORT0使能E寫(xiě)入命令16H:01011000test_LCD1602匯編助記符注釋(M地址：機(jī)器指令)SETR2,80HR2存放命令8，置DDRAM地址（第一行首地址）17H:0011100018H:10000000OUTR2,PORT0使能E寫(xiě)入命令19H:01011000SETR3,92HLCD地址[1001xxxx]，寫(xiě)數(shù)據(jù)模式1AH:001111001BH:10010010OUTAR3,PORT0選擇LCD，寫(xiě)數(shù)據(jù)模式1CH:01011110SETR2,02HR2用以記錄發(fā)送字符的地址發(fā)送的字符串首地址[02H]1DH:001110001EH:00000010SETR0,06HR0用作待發(fā)送字符的計(jì)數(shù)器總共6個(gè)數(shù)據(jù)1FH:0011000020H:00000110POPR1,[R2]

循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)，跳轉(zhuǎn)到此處21H:10000110OUTR1,PORT0輸入LCD1602數(shù)據(jù)22H:01010100test_LCD1602匯編助記符注釋(M地址：機(jī)器指令)INCR223H:00101000DECR0待發(fā)送字符的計(jì)數(shù)器遞減“-1”24H:00100001NOP此處可以做斷點(diǎn)HLT，觀察LCD顯示25H:00000000JZ2AH待發(fā)送字符的計(jì)數(shù)器為0，結(jié)束發(fā)送26H:0001100027H:00101010JMP21HLCD顯示成功，跳轉(zhuǎn)繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)字符28H:0001000029H:00100001HLT2AH:00000001test_LCD1602思考題：●請(qǐng)把本實(shí)驗(yàn)的微程序版“CPU+LCD1602”電路改成硬布線版和流水線版“CPU+LCD1602”電路，并且運(yùn)行本實(shí)驗(yàn)步驟所示的LCD1602測(cè)試程序。請(qǐng)問(wèn)上述程序在硬布線或流水線版本中需要修改么?若需要，請(qǐng)修改并測(cè)試。（六）

液晶屏顯示(LCD1602)實(shí)驗(yàn)附錄：CPU指令集(OP碼表)OP碼(I7I6I5I4)指令助記符OP碼(I7I6I5I4)指令助記符0111IRET1111OR/ORI0110MOV1110AND/ANDI0101OUT/OUTA1101ADD/ADDI0100IN1100SUB/SUBI0011SET1011XOR/XORI0010SOP(INC/DEC/NOT/THR)1010SHT

(RLC/LLC/RRC/LRC)0001JMP/JMPR/Jx/JxR1001STO/PUSH0000NOP/HLT1000LAD/POP一、系統(tǒng)指令：匯編語(yǔ)言功能I7I6I5I4I3I2I1I0NOP;無(wú)操作（延時(shí)4個(gè)T）00000/0x/0HLT;停機(jī)（斷點(diǎn)）00000/0x/1IRET;中斷返回BP_PCPC；BP_PSWPSW01110/0x/x匯編語(yǔ)言注釋I7I6I5I4I3I2I1I0MOVRA,RB;(RB)RA0110RARBSETRA,IMM;IMMRA0011RAx/xIMM二、寄存器及I/O操作指令：匯編語(yǔ)言功能I7I6I5I4I3I2I1I0INRA,PORTx;(PORTx)RA0100RAPORTxOUTRA,PORTx;(RA)PORTx0101RA0/PORTxOUTARA,PORTx;(RA)PORTx0101RA1/PORTx匯編語(yǔ)言功能I7I6I5I4I3I2I1I0LADRA,[ADDR];[ADDR]RA1000RA0/0ADDRPOPRA,[RB];[RB]RA1000RARBSTORA,[ADDR];(RA)[ADDR]1001RA0/0ADDRPUSHRA,[RB];(RA)[RB]1001RARB三、存儲(chǔ)器及堆棧操作指令：匯編語(yǔ)言功能I7I6I5I4I3I2I1I0JMPADDR;ADDRPC00010/00/0ADDRJMPRRB;(RB)PC00010/0RBJCADDR;IFCF=1,ADDRPC00010/10/0ADDRJCRRB;IFCF=1,(RB)PC00010/1RBJZADDR;IFZF=1,ADDRPC00011/00/0ADDRJZRRB;IFZF=1,(RB)PC00011/0RBJSADDR;IFSF=1,ADDRPC00011/10/0ADDRJSRRB;IFSF=1,(RB)PC00011/1RB四、跳轉(zhuǎn)系列指令：五、算術(shù)邏輯運(yùn)算指令：匯編語(yǔ)言功能I7I6I5I4I3I2

I1I0RLCRA;(RA)右邏輯移位1010RA0/0LLCRA;(RA)左邏輯移位1010RA1/0RRCRA;(RA)右循環(huán)移位1010RA0/1LRCRA;(RA)左循環(huán)移位1010RA1/1匯編語(yǔ)言功能I7I6I5I4I3I2I1I0INCRA;(RA)＋1RA0010RA0/0DECRA;(RA)－1RA0010RA0/1NOTRA;#(RA)RA0010RA1/0THRRA;(RA)RA0010RA1/1五、算術(shù)邏輯運(yùn)算指令：匯編語(yǔ)言格式功能I7I6I5I4I3I2I1I0ADDRA,RB;(RA)＋(RB)RA1101RARBADDIRA,IMM;(RA)＋I(xiàn)MMRA1101RA0/0IMMSUBRA,RB;(RA)－(RB)RA1100RARBSUBIRA,IMM;(R