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1、基于VHDL的1602LCD液晶显示技术 基于JHD162A液晶屏、SPLC780D液晶显示芯片 1602LCD简介 1602LCD显示的内容为16*2，即可以显示两行，每行16个 字符，目前市面上字符液晶大多数是基于HD44780和 SPLC780D液晶芯片，控制原理是完全相同的，因此基于 HD44780和SPLC780D写的控制程序可以很方便地应用于市 面上大部分的字符型液晶。本实验室所使用的是型号为 JHD162A的液晶，而其内部采用的正是SPLC780D液晶芯片 。上图所示即为16引脚1602LCD的引脚图。 1602LCD显示原理5x7点阵 1602LCD显示原理5x10点阵 160
2、2LCD字符代码与图形对应图 1602液晶模块内部的字 符发生存储器已经存储了若 干个不同的点阵字符图形， 如左图所示，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”。 1602LCD引脚说明 引脚符号功能说明 1VSS一般接地 2VDD接电源（+5V） 3V0液晶显示器对比度调整端 4RSRS为寄存器选择，高电平时选择 数据寄存器、低电平时选择 指令寄 存器。 5R/WR/W为读写信号线，高电
3、平时进行读操作，低电平时进行写操作。 6EE(或EN)端为使能(enable)端，下降沿使能。 7DB0低4位三态、双向数据总线0位（最低位） 8DB1低4位三态、双向数据总线1位 9DB2低4位三态、双向数据总线2位 10DB3低4位三态、双向数据总线3位 11DB4高4位三态、双向数据总线4位 12DB5高4位三态、双向数据总线5位 13DB6高4位三态、双向数据总线6位 14DB7高4位三态、双向数据总线7位（最高位，也是busy flag） 15、16BLA、BLK背光电源正极、背光电源负极 1602LCD液晶模块控制指令 1602LCD液晶模块控制指令说明（1） 指令1清显示，指令码
4、01H，光标复位到地址00H位置。 指令2光标返回，光标返回到地址00H。 指令3置输入模式，I/D：光标移动方向，高电平右移，低 电平左移；S：屏幕上所有文字是否左移或右移，高电平表示 有效，低电平无效。 指令4显示开/关控制，D：控制整体显示的开/关，高电平 为开显示，低电平为关显示；C：控制光标的开与关，高电平 表示有光标，低电平表示无光标；B：控制光标是否闪烁，高 电平闪烁，低电平不闪烁。 指令5光标或字符移位，S/C：高电平时移动显示的文字 ，低电平时移动光标。 1602LCD液晶模块控制指令说明（2） 指令6功能设置命令，DL：高电平时为8位总线，低电 平时为4位总线；N：低电平时
5、为单行显示，高电平时双行 显示；F ：低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示 5x10的点阵字符。 指令7字符发生器RAM地址设置。 指令8DDRAM地址设置。 指令9读忙信号和光标地址，BF：为忙标志位，高电 平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电 平表示不忙。 指令10写数据。 指令11读数据。 1602LCD的CGROM、CGRAM和DDRAM CGROM 中存储了一些标准的字符的字模编码，是液晶屏出厂时固化 在控制芯片中的，用户不能改变其中的存储内容，只能读取调用，包含有 标准的ASCII码、日文字符和希腊文字符。（若干个） CGRAM 是控制芯片留给用户，用以存储用户
6、自己设计的字模编码。 （ 8个字节，0000_X0000000_X111 ） DDRAM是和屏幕显示区域有对应关系的一组存储器，其功能有点中 转的性质。（80个字节） 为了便于理解，可以如下打一比方: CGROM和CGRAM中存储的字模 信息相当于厨房中的食品，CGROM是厨房中现成的熟食，CGRAM是用 户自行制作的菜肴，这些食品都要通过托盘DDRAM转移一下，才能送到 餐桌上食用；类似的字模编码都要先被读取到对应的DDRAM中，经如上 中转以后，屏幕的相应位置才显示出字符。 1602LCD液晶内部显示地址 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， 上图是1602LC
7、D的内部显示地址。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)。因此，第一行 地址就必须加80H，而第二行地址就必须加C0H。 设定CGRAM 从这个指令可以看出来指令数据的高2位已固定是01，只有后面的6位是地址 数据，而这6位中的高3位就表示这八个自定义字符，最后的3位就是字模数据的 八个地址了。例如第一个 自定义字符的字模地址为0100000001000111
8、八个地址 。我们向这8个字节写入字模数据，让它显示 “”。 读操作时序图 tsp1(min)=40ns(Address Setup Time) tpw(min) =230ns(E Pulse Width) tc(min)=500ns(E Cycle Time) 写操作时序图 tsp1(min)=40ns(Address Setup Time) tpw(min) =230ns(E Pulse Width) tc(min)=500ns(E Cycle Time) 写操作时序图（本实验推荐做法） 1602LCD液晶，在执行每条指令之前一般都要确认模块的忙标志。但是， 由于现在很多国产的液晶忙标志读出来的时候都是错误的，因此，本实验建议 不用读取忙标志，而采用每次给充分的时间执行指令。上图就是推荐的写操作 时序图，在T0时刻，RS、R/W、DB7-0信号有效，E为0，经过40ns，在T1时 刻，E拉高，再过230ns，在T2时刻，E拉低，最后，再经过tc-230ns，在T3时 刻，E拉高，表示写操作结束。为了描述电路方便， tc-230ns可以约等于tc。 液晶显示流程（1） 液晶显示流程（2） 可以将初始化用一个状态机描述，将写数据用一个状态机描述 ，也可以初始化和写数据用同一个状态机描述。 Any Question？
