实验报告实验名称： [LCD1602液晶显示实验]姓名：学号：指导教师：实验时间： [2013年6月15日]信息与通信工程学院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: 16×2个字符芯片工作电压: 4.5~5.5V工作电流: 2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压: 5.0V字符尺寸: 2.95×4.35(W×H)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引脚接口说明表编符号引脚说明编号符号引脚说明号1 VSS 电源地9 D2 数据2 VDD 电源正极10 D3 数据3 VL 液晶显示偏压11 D4 数据4 RS 数据/命令选择12 D5 数据5 R/W 读/写选择13 D6 数据6 E 使能信号14 D7 数据7 D0 数据15 BLA 背光源正极8 D1 数据16 BLK 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RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 清显示0 0 0 0 0 0 0 0 0 12 光标返回0 0 0 0 0 0 0 0 1 *3 置输入模式0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S4 显示开/关控制0 0 0 0 0 0 1 D C B5 光标或字符移位0 0 0 0 0 1 S/C R/L * *6 置功能0 0 0 0 1 DL N F * *7 置字符发生存贮器地址0 0 0 1 字符发生存贮器地址8 置数据存贮器地址0 0 1 显示数据存贮器地址9 读忙标志或地址0 1 BF 计数器地址10 写数到CGRAM或DDRAM）1 0 要写的数据内容11 从CGRAM或DDRAM读数1 1 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D0~D7的8位数据端传输数据和指令。
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0～9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0～9循环变换流程图开始定义输入输出变量及类型lcd 液晶屏初始化是否有按键按下？复位键是否启动？定义a=8'h30;i=0将a 赋值给row1_val 低8位是否是时钟输入上升沿？i<=8a=a+1; i=i+1;结束显示定义字符是是否否否是否3.实验程序3.1 任务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),.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25MHzinput Q_KEY, // 板载按键RSToutput [7:0] LCD1602_DATA, // LCD1602数据总线output LCD1602_E, // LCD1602使能output LCD1602_RS, // 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 en; //使能控制assign SEL0 = 1'b0;assign SEL1 = 1'b0;assign SEL2 = 1'b1;always @ (posedge CLOCK_50M,negedge Q_KEY)if (!Q_KEY) cnt <= 0;else cnt <= cnt + 1'b1;wire lcd_clk = cnt[25]; //分频模块always @(a)beginrow1_val[7:0]<=a;end //将a赋给 row1_val[7:0]的低8位always @(negedge key)beginif (en==0) en<=1;elseen<=0;end //使能控制模块，下降沿有效always @(posedge lcd_clk)if (en)if(i<=8)begina=a+1;i=i+1;endelsebegini=0;a=8'h30;endelsea=8'h30; //通过条件控制语句实现0～9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),.lcd_rs(LCD1602_RS),.lcd_rw(LCD1602_RW));endmodule4.管脚分配4.1 任务2管教分配4.2 任务3管教分配5.实验结果5.1 任务1实验结果修改程序后，液晶屏第一行显示" liu wupeng "，第二行显示" 2009081206 "。
5.2 任务2实验结果文件合并后，显示内容仍与原始程序相同。
5.3 任务3实验结果液晶屏第一行最后一位可实现0～9的循环变换，拨动复位键，计数从0重新开始。
6.实验心得通过本次实验，我了解了LCD-1602的构成及使用方法，能够通过编程显示字符。
在完成课堂任务“实现某一位0～9循环变换”时，起初由于没有掌握LCD的工作原理，出现了问题，即0～9快速变化，无法控制其速度，经过对程序及实验原理的研究，最后完成了任务。