FPGA培训资料1602.docx
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FPGA培训资料1602.docx
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FPGA培训资料1602
英文字符液晶模块1602的FPGA控制
液晶模块1602
所谓1602是指显示的内容为16*2,即可以显示两行,每行16个字符。
目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的,控制原理是完全相同的,因此基于HD44780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。
1602液晶的正面(绿色背光,黑色字体)
1602液晶背面(绿色背光,黑色字体)
另一种1602液晶模块,显示屏是蓝色背光白色字体
字符型LCD1602通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD,多出来的2条线是背光电源线VCC(15脚)和地线GND(16脚),其控制原理与14脚的LCD完全一样,引脚定义如下表所示:
HD44780内置了DDRAM、CGROM和CGRAM。
DDRAM就是显示数据RAM,用来寄存待显示的字符代码。
共80个字节,其地址和屏幕的对应关系如下表:
也就是说想要在LCD1602屏幕的第一行第一列显示一个"A"字,就要向DDRAM的00H地址写入“A”字的代码就行了。
但具体的写入是要按LCD模块的指令格式来进行的,后面我会说到的。
那么一行可有40个地址呀?
是的,在1602中我们就用前16个就行了。
第二行也一样用前16个地址。
对应如下:
DDRAM地址与显示位置的对应关系
(事实上我们往DDRAM里的00H地址处送一个数据,譬如0x31(数字1的代码)并不能显示1出来。
这是一个令初学者很容易出错的地方,原因就是如果你要想在DDRAM的00H地址处显示数据,则必须将00H加上80H,即80H,若要在DDRAM的01H处显示数据,则必须将01H加上80H即81H。
依次类推。
大家看一下控制指令的的8条:
DDRAM地址的设定,即可以明白是怎么样的一回事了)
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,如下表所示,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”
上表中的字符代码与我们PC中的字符代码是基本一致的。
因此我们在向DDRAM写C51字符代码程序时甚至可以直接用P1='A'这样的方法。
PC在编译时就把“A”先转为41H代码了。
字符代码0x00~0x0F为用户自定义的字符图形RAM(对于5X8点阵的字符,可以存放8组,5X10点阵的字符,存放4组),就是CGRAM了。
后面我会详细说的。
0x20~0x7F为标准的ASCII码,0xA0~0xFF为日文字符和希腊文字符,其余字符码(0x10~0x1F及0x80~0x9F)没有定义。
那么如何对DDRAM的内容和地址进行具体操作呢,下面先说说HD44780的指令集及其设置说明,请浏览该指令集,并找出对DDRAM的内容和地址进行操作的指令。
共11条指令:
1.清屏指令
功能:
<1>清除液晶显示器,即将DDRAM的内容全部填入"空白"的ASCII码20H;
<2>光标归位,即将光标撤回液晶显示屏的左上方;
<3>将地址计数器(AC)的值设为0。
2.光标归位指令
功能:
<1>把光标撤回到显示器的左上方;
<2>把地址计数器(AC)的值设置为0;
<3>保持DDRAM的内容不变
3.进入模式设置指令
功能:
设定每次定入1位数据后光标的移位方向,并且设定每次写入的一个字符是否移动。
参数设定的情况如下所示:
位名 设置
I/D 0=写入新数据后光标左移
1=写入新数据后光标右移
S 0=写入新数据后显示屏不移动
1=写入新数据后显示屏整体右移1个字
4.显示开关控制指令
功能:
控制显示器开/关、光标显示/关闭以及光标是否闪烁。
参数设定的情况如下:
位名 设置
D 0=显示功能关 1=显示功能开
C 0=无光标 1=有光标
B 0=光标闪烁 1=光标不闪烁
5.设定显示屏或光标移动方向指令
功能:
使光标移位或使整个显示屏幕移位。
参数设定的情况如下:
S/C R/L 设定情况
0 0 光标左移1格,且AC值减1
0 1 光标右移1格,且AC值加1
1 0 显示器上字符全部左移一格,但光标不动
1 1 显示器上字符全部右移一格,但光标不动
6.功能设定指令
功能:
设定数据总线位数、显示的行数及字型。
参数设定的情况如下:
位名 设置
DL 0=数据总线为4位
1=数据总线为8位
N 0=显示1行
1=显示2行
F 0=5×7点阵/每字符
1=5×10点阵/每字符
7.设定CGRAM地址指令
功能:
设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。
8.设定DDRAM地址指令
功能:
设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。
(注意这里我们送地址的时候应该是0x80+Address,这也是前面说到写地址命令的时候要加上0x80的原因)
9.读取忙信号或AC地址指令
功能:
<1>读取忙碌信号BF的内容,BF=1表示液晶显示器忙,暂时无法接收单片机送来的数据或指令;当BF=0时,液晶显示器可以接收单片机送来的数据或指令;
<2>读取地址计数器(AC)的内容。
10.数据写入DDRAM或CGRAM指令一览
功能:
<1>将字符码写入DDRAM,以使液晶显示屏显示出相对应的字符;
<2>将使用者自己设计的图形存入CGRAM。
11.从CGRAM或DDRAM读出数据的指令一览
功能:
读取DDRAM或CGRAM中的内容。
基本操作时序:
读状态 输入:
RS=L,RW=H,E=H
输出:
DB0~DB7=状态字
写指令 输入:
RS=L,RW=L,E=下降沿脉冲,DB0~DB7=指令码
输出:
无
读数据 输入:
RS=H,RW=H,E=H
输出:
DB0~DB7=数据
写数据 输入:
RS=H,RW=L,E=下降沿脉冲,DB0~DB7=数据
输出:
无
例1VHDL控制1602液晶显示英文字符,第一行显示,从A~P,学习体会如何写入控制指令,写入数据指令,学习如何在指定位置显示字符。
libraryIEEE;
useIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
useIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
useIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
entityLCD1602is
Port(CLK:
instd_logic;
Reset:
instd_logic;
LCD_RS:
outstd_logic;--寄存器选择信号
LCD_RW:
outstd_logic;--液晶读写信号
LCD_EN:
outstd_logic;--液晶时钟信号
LCD_Data:
outstd_logic_vector(7downto0));--液晶数据信号
endLCD1602;
architectureBehavioralofLCD1602is
typestateis(set_dlnf,set_cursor,set_dcb,set_cgram,write_cgram,set_ddram,write_LCD_Data);
signalCurrent_State:
state;
signalClk_Out:
std_logic;
signalLCD_Clk:
std_logic;
begin
process(CLK)--分频进程,CLK输入,CLK_Out输出,50MHz输入,125Hz输出,8ms
variablen1:
integerrange0to199999;
begin
ifrising_edge(CLK)then
ifn1<199999thenn1:
=n1+1;
elsen1:
=0;
Clk_Out<=notClk_Out;
endif;
endif;
endprocess;
LCD_RW<='0';--RW='0';写入设置
LCD_EN<=Clk_Out;--用125Hz作为LCD的使能,也作为LCD的时钟
LCD_Clk<=Clk_Out;--用125Hz作为LCD的时钟
process(LCD_Clk,Reset,Current_State)--状态机控制显示
variablecnt1:
std_logic_vector(4downto0):
="00000";
begin
ifReset='0'thenCurrent_State<=set_dlnf;--Reset就清屏,Reset接出用一个按钮作为复位按键即可,按下就为'0'复位。
cnt1:
="11110";
LCD_RS<='0';
elsifrising_edge(LCD_Clk)thenCurrent_State<=Current_State;LCD_RS<='0';
caseCurrent_Stateis
whenset_dlnf=>cnt1:
="00000";
LCD_Data<="00000001";--/*清除显示*/清屏指令
Current_State<=set_
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