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1、LCD1602液晶显示实验1.实验原理1.1 基本原理1.1.1 1602字符型LCD简介 字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。1.1.2 1602LCD的基本参数及引脚功能 1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如下图1-2所示：图1-2 1602LCD尺寸图1.1602LCD主要技术参数：显示容量: 162个字符芯片工作电压: 4.55.5V工作电流: 2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压: 5.0V字
2、符尺寸: 2.954.35(WH)mm2.引脚功能说明:1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表: 表1-3引脚接口说明表编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极1.1.3 1602LCD的指令说明及时序1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表1-4所示：表1-4 控制命令表序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0
3、1清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符发生存贮器地址0001字符发生存贮器地址8置数据存贮器地址001显示数据存贮器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数到CGRAM或DDRAM）10要写的数据内容11从CGRAM或DDRAM读数11读出的数据内容1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明：1为高电平、0为低电平）读写操作时序如图1-5和1-6所示：图1-5 读操作时序图1-6 写操作
4、时序1.1.4 1602LCD的RAM地址映射及标准字库表液晶显示模块是一个慢显示器件，所以，在执行每条指令之前，一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时，要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，图1-7是1602的内部显示地址。图1-7 1602LCD内部显示地址例如，第二行第一个字符的地址是40H，那么是否直接写入40H就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？这样不行，因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平1，所以实际写入的数据应该是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。在对液晶模块的初
5、始化中，要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”因为1602识别的是ASCII码，试验可以用ASCII码直接赋值，编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如“A”。1602通过D0D7的8位数据端传输数据和
6、指令。1.1.5 1602LCD的一般初始化（复位）过程延时15mS写指令38H（不检测忙信号）延时5mS写指令38H（不检测忙信号）延时5mS写指令38H（不检测忙信号）以后每次写指令、读/写数据操作均需要检测忙信号写指令38H：显示模式设置写指令08H：显示关闭写指令01H：显示清屏写指令06H：显示光标移动设置写指令0CH：显示开及光标设置1.2 任务1及其原理任务1：更改lcd上显示的字符。通过更改wire 127:0 row1_val，wire 127:0 row2_val的赋值即可，注意保证“”内的字符数包括空格共16位。1.3 任务2及其原理任务2:将“LCD1602驱动模块”文
7、件与“LCD1602驱动测试模块”文件合并成为一个verilog文件。首先，新建一个顶层VerilogHDL文件，将两个文件的输入，内容合并，调试新的模块，然后将管脚连接在一起，从而完成合并。1.4 任务3及其原理任务3：实现液晶屏的某一位完成09的循环变换，并且设置复位键，在循环过程中按下复位键循环可从0重新开始。完成本次的实验想法是将“LCD1602驱动测试模块”文件中wire 127:0 row1_val，wire 127:0 row2_val变量进行改动，将row1_val原本赋予的字符替换为一个变量，设定新的时钟，即循环变换的间隔时间，再通过条件语句控制循环。使能键的控制原理是通过对
8、循环变换的条件进行操作实现的，即当按键使能时循环开始，反之，则从0开始。2. 实验流程图09循环变换流程图3.实验程序3.1 任务1程序 程序更改部分：wire 127:0 row1_val = han xiaodong ; wire 127:0 row2_val = 2009082202 ;3.2 任务2程序 将测试模块中的驱动部分，两个文件的对应命名只留其一，合并两文件，即以下部分 / 例化LCD1602驱动 lcd1602_drive u0( .clk(CLOCK_50M), .rst_n(Q_KEY), .row1_val(row1_val), .row2_val(row2_val),
9、 .lcd_data(LCD1602_DATA), .lcd_e(LCD1602_E), .lcd_rs(LCD1602_RS), .lcd_rw(LCD1602_RW);完整程序请参见附件：13.3 任务3程序 改动模块：LCD1602驱动测试模块，加重处为修改、添加部分module lcd1602_test( input CLOCK_50M, / 板载时钟25MHz input Q_KEY, / 板载按键RST output 7:0 LCD1602_DATA, / LCD1602数据总线 output LCD1602_E, / LCD1602使能 output LCD1602_RS, /
10、LCD1602指令数据选择 output LCD1602_RW, / LCD1602读写选择 output SEL0, / LCD1602读写选择 output SEL1, / LCD1602读写选择 output SEL2 / LCD1602读写选择 input key, /使能控制键 );reg 127:0 row1_val; /将原本的wire型改为reg型，保证其可变wire 127:0 row2_val = ; /将第二行赋值都是空格，实验时显示为空reg 7:0 a; /a变化控制reg 127:0 row1_valreg 3:0 i; reg 25:0 cnt; /分频用reg
11、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; /分频模块always (a) begin row1_val7:0=a; end /将a赋给 row1_val7:0的低8位 always (negedge key) begin if (en=0) en=1; else en=0; end /使能控制模块，
12、下降沿有效 always (posedge lcd_clk) if (en) if(i=8) begin a=a+1; i=i+1; end else begin i=0; a=8h30; endelse a=8h30; /通过条件控制语句实现09的循环变换 / 例化LCD1602驱动 lcd1602_drive u0( .clk(CLOCK_50M), .rst_n(Q_KEY), / LCD1602 Input Value .row1_val(row1_val), .row2_val(row2_val), / LCD1602 Interface .lcd_data(LCD1602_DATA), .lcd_e(LCD1602_E)
