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LCD1602的簡單使用原理——跟大家分享我學(xué)習(xí)1602的總結(jié)與體會

我的總結(jié)主要分為這幾部分：

①LCD1602的硬件特性及引腳功能

②LCD1602的時序特性

③LCD1602的使用原理（包括帶字庫和不帶字庫的簡要使用方法，控制顯示指令）

④基于FPGA的LCD1602使用案例

Part 1. LCD1602的硬件特性及引腳功能

LCD1602顧名思義是一種02*16，即為兩行十六列的液晶顯示屏，液晶兩行，每行可以顯示16個字符，但是CGRAM及CGROM里面一共有160個字符，包括阿拉伯?dāng)?shù)字，英文字母大小寫，常用符號及日文。每個字符對應(yīng)于一個ASCII碼值，在液晶顯示屏上顯示對應(yīng)的字符時候，只需要將對應(yīng)的ASCII碼寫到DDRAM中就好，詳細(xì)的步驟會在下面細(xì)說。液晶板上排列著5*8的字符點(diǎn)陣，8行，每行5個點(diǎn)位，高電平1就是該點(diǎn)顯示，低電平0就是該點(diǎn)不顯示。

RS,R/W,E控制數(shù)據(jù)端口DB0~DB7，數(shù)據(jù)的命令的讀寫由控制端口控制，并通過數(shù)據(jù)端口傳輸。端口其他特性這里不再贅述，詳細(xì)見1602液晶手冊。O(∩_∩)O

二、硬件特性：

CGRAM:character generator ram CGROM:character generator rom

CGRAM的地址空間：

CGRAM的地址是0x40~0x7F, 64個地址空間，每個地址雙字節(jié)，一共128字節(jié)，一個字符是8個字節(jié)，所以一共能顯示8個自定義字符（每個雙字節(jié)地址只有一個字節(jié)是被自定義字符數(shù)據(jù)寫入的，另外個字節(jié)無效，因?yàn)镃GARM的字符代碼的規(guī)定，詳細(xì)原因見下面）

字符對應(yīng)的區(qū)位碼如下圖所示：

CGRAM: 字符產(chǎn)生ram，用來存放用戶自定義的字符，如上圖的兩條（1）~（8），區(qū)位碼為0x00~0x0F.0x00~0x07對應(yīng)于（1）~（8）；0x08~0x0F對應(yīng)于下一條（1）~（8），雖然看起來有16個地址，但是其實(shí)只要8個地址可用，CGRAM的“字符碼”規(guī)定0~2為地址，3位無效，4~7位全為0，因此CGRAM的字符碼等效為0000X111，X為無效位，最后三位的地址只要八個，所以實(shí)際能用的只有8個。

其他為CGROM中自帶的字符，區(qū)位碼從0x21~0x7F，以各自的ASCII碼作為區(qū)位碼表示的基本字符。

將自定義的字符字模數(shù)8*8據(jù)寫入，字符數(shù)據(jù)有八行，每行八位點(diǎn)陣。

DDRAM：data display ram數(shù)據(jù)顯示存儲器

DDRAM的地址空間與屏幕的對應(yīng)關(guān)系如下圖：

DDRAM的地址空間一共有80字節(jié)

在1602中，我們只要前面16行就行，其地址和屏幕的對應(yīng)關(guān)系：

Part 2. LCD1602的時序特性

讀狀態(tài)：RS=0 ,RW=1，E=1

讀數(shù)據(jù)：RS=1，RW=1，E=1

寫命令：RS=0，RW=0，E=下降沿脈沖;DB0~DB7指令字

寫數(shù)據(jù)：RS=1，RW=0，E=下降沿脈沖;DB0~DB7數(shù)據(jù)

在E=1的時候?qū)懭霐?shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)寫完之后，E來一個下降沿，把數(shù)據(jù)送到LCD。

Part4.LCD1602的指令功能

<1>cursor move to first digit

<2>地址計(jì)數(shù)器AC的值設(shè)置為0；

<1>把光標(biāo)撤回到顯示器的左上方

<2>把地址計(jì)數(shù)器Ac設(shè)置為0；

<3>保持DDRAM的值不變

I/D set cursor move direction H:increase L:decrease

寫入數(shù)據(jù)之后的光標(biāo)移動的方向H:右移L：左移

S specifies shift of display H:display is shifted L:display is not shifted

寫入一個數(shù)據(jù)之后顯示屏移動或者不移動

D：H：顯示開； L：顯示關(guān)

C：H：光標(biāo)開 L：光標(biāo)關(guān)

B：H: 光標(biāo)閃爍 L：光標(biāo)不閃爍

S/C:顯示屏還是光標(biāo) H：顯示屏移動L：光標(biāo)移動

Ｒ/L：向左移動還是向右移動H：右移L;左移（光標(biāo)右移：AC值加1；光標(biāo)左移：AC值減1）

DL：data length                         L：數(shù)據(jù)總線為4位 H：數(shù)據(jù)總線為8位
N  ：number line                         L：1行顯示       H：2行顯示
F ：                            L：5×7點(diǎn)陣/每字符 H：5×10點(diǎn)陣/每字符
7、Set CGRAM Address

設(shè)置CGRAM的地址，我們將我們自定義的字模數(shù)據(jù)存入對應(yīng)的地址，從0x40~0x7F，128字節(jié)，8個字符的字模數(shù)據(jù)可存入。

與CGRAM一樣，在往DDRAM里面寫入想要顯示的字符的字符區(qū)位碼的之前需要將存儲字符區(qū)位碼的地址首先寫入。DDRAM的地址空間以上已述。(加地址的時候我們要加上0x80,因?yàn)閷懭氲刂返臅r候DB7必須為1）

ＢF：H：忙碌，表示無法結(jié)束單片機(jī)送來的數(shù)據(jù)；L：準(zhǔn)備就緒，可以接受數(shù)據(jù)

當(dāng)內(nèi)部操作正在進(jìn)行的時候，讀取BF的值

AC：讀取地址計(jì)數(shù)器的值

Part5.LCD1602的簡要原理

顯示字庫中本來就有的字符和顯示自定義的字符

步驟一：系統(tǒng)初始化和LCD初始化

步驟二：LCD液晶屏上面每個字符對應(yīng)于DDRAm的地址，你想要把字符寫進(jìn)屏幕哪個位置，就往DDRAM寫入該位置所對應(yīng)的地址。（對應(yīng)的地址在上述已說）

步驟三：字庫中本來已經(jīng)存在的字符各自有對應(yīng)的字符區(qū)位碼，其實(shí)就是每個字符對應(yīng)的ASCII碼（見字符表格）。你要顯示哪個字符，只要將該字符對應(yīng)的ASCII碼寫入DDRAM就搞定了，這個是很簡單的。

其實(shí)顯示自定義的字符和字庫字符差不多的，只需要將你自定義的字符用取模工具得到字模的數(shù)組數(shù)據(jù)之后。之后的步驟和顯示字庫字符是一樣一樣滴。

步驟一：系統(tǒng)初始化和LCD初始化

步驟二：搞清楚字符點(diǎn)陣的格式是5*8,通過取字模工具得出自定義字符的字模數(shù)據(jù)，再寫入相應(yīng)的CGRAM地址，一個地址寫入一個一個字節(jié)數(shù)據(jù)（一個字節(jié)的8位，前3位為0，點(diǎn)陣的格式5*8）

步驟三：同顯示字庫中本來就有的字符一樣的做法

Part 6. 基于FPGA的LCD1602使用案例

以下的程序例子是基于FPGA的液晶1602時鐘，是利用自帶字庫的方式顯示實(shí)時時鐘，主要通過時鐘控制狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)1602的工作程序（尚未驗(yàn)證嘿嘿）

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_arith.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity lcd is
port(
clk:in std_logic;
rw:out std_logic;
rs:out std_logic;
lcd_rst:out std_logic;
data:out std_logic_vector( 7 downto 0);
en:out std_logic
);
end lcd;
architecture lcd1602 of lcd is
signal clk_1m:std_logic:='1';
signal clk_1s:std_logic:='1';
type state is(s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10);--定義狀態(tài)類型case語句上有具體說明
signal current_s:state:=s0;
type data_buffer is array(0 to 9) of std_logic_vector(7 downto 0);---定義數(shù)組類型
signal
date_buf:data_buffer:=(x"30",x"31",x"3a",x"33",x"34",x"3a",x"36",x"37",x"2a",x"2a");
signal shi,fen,miao:integer range 0 to 100:=0;
signal shi1,fen1,miao1:integer range 0 to 100:=0;
begin
process(clk)---對CLK 50M進(jìn)行分頻系數(shù)為50的分頻clk_1m
variable cnt:integer range 0 to 10000;---得到1M的時鐘
begin
if clk'event and clk='1' then
if cnt=24 then
clk_1m <= not clk_1m;cnt:=0;
else cnt:=cnt+1;
end if;
end if;
end process;
process(clk)
variable cnt:integer range 0 to 10000;
variable cnt1:integer range 0 to 5000;
begin
if clk'event and clk='1' then
if cnt=24900000 then ---cnt:0~24900000counter
clk_1s <= not clk_1s;cnt:=0;------fenpin clk_1s
elsif cnt1=2000 then cnt:=cnt+1;cnt1:=0;---cnt1: 0~2000 counter
else cnt1:=cnt1+1;
end if;
end if;
end process;
process(clk_1s)
begin
if clk_1s'event and clk_1s='1' then
if miao =59 then
miao<=0;
if fen=59 then
fen<=0;
if shi=23 then
shi<=0;
else shi<=shi+1;
end if;
else fen<=fen+1;
end if;
else miao<=miao+1;
end if;
end if;
date_buf(0)<=conv_std_logic_vector (shi /10 ,8)+x"30";--強(qiáng)制轉(zhuǎn)換邏輯矢量，8bit
date_buf(1)<=conv_std_logic_vector (shi mod 10,8)+x"30";
date_buf(3)<=conv_std_logic_vector (fen /10,8)+x"30";
date_buf(4)<=conv_std_logic_vector (fen mod 10,8)+x"30";
date_buf(6)<=conv_std_logic_vector (miao /10,8)+x"30";
date_buf(7)<=conv_std_logic_vector (miao mod 10 ,8)+x"30";
end process;
process(clk_1m,current_s,date_buf)
variable i:integer range 0 to 11:=0;
variable cnt1:integer range 0 to 100;
variable cnt2:integer range 0 to 100;
variable cnt3:integer range 0 to 100;
variable cnt4:integer range 0 to 100;
variable cnt5:integer range 0 to 100;
variable cnt6:integer range 0 to 100;
variable cnt7:integer range 0 to 100;
variable cnt8:integer range 0 to 60000;
begin
current_s<=s0;
if (clk_1m'event and clk_1m='1') then
current_s <= current_s ;
case current_s is
when s0=>
if cnt1 <5000 then
lcd_rst<='0';cnt1:=cnt1+1;
elsif cnt1<10000 then
lcd_rst<='1';cnt1:=cnt1+1;
elsif cnt1=10000 then lcd_rst<='1';current_s<=s1;cnt1:=0;
end if;
when s1=> cnt2:=cnt2+1;----設(shè)置功能指令字：8位數(shù)據(jù)總線，兩行顯示，5*7點(diǎn)陣
if cnt2<10 then rw<='0';rs<='0';----command 0
elsif cnt2<20 then data<=x"38";00111000
elsif cnt2<30 then en<='1';
elsif cnt2<70 then en<='0';
elsif cnt2=100 then cnt2:=0;current_s<=s2;
end if;
when s2=> ----顯示開關(guān)控制指令：D顯示開，C光標(biāo)開，B光標(biāo)閃爍
cnt3:=cnt3+1;
if cnt3<10 then rw<='0';rs<='0';
elsif cnt3<20 then data<=x"0f";----00001111
elsif cnt3<30 then en<='1';
elsif cnt3<70 then en<='0';
elsif cnt3=100 then cnt3:=0;current_s<=s3;
end if;
when s3=> -----輸入模式設(shè)置指令，寫入一個字符后光標(biāo)右移，顯示屏不
cnt4:=cnt4+1; -----移動
if cnt4<10 then rw<='0';rs<='0';
elsif cnt4<20 then data<=x"06";---00000110
elsif cnt4<30 then en<='1';
elsif cnt4<70 then en<='0';
elsif cnt4=100 then cnt4:=0;current_s<=s5;
end if;
when s4=> -----displayclear 顯示清屏
cnt5:=cnt5+1;
if cnt5<10 then rw<='0';rs<='0';
elsif cnt5<20 then data<=x"01";---00000001
elsif cnt5<30 then en<='1';
elsif cnt5<70 then en<='0';
elsif cnt5=100 then cnt5:=0;current_s<=s5;
end if;
when s5=> -----寫DDRAM地址0X00+0X80
cnt6:=cnt6+1;
if cnt6<10 then rw<='0';rs<='0';
elsif cnt6<20 then data<=x"80";---10000000
elsif cnt6<30 then en<='1';
elsif cnt6<70 then en<='0';
elsif cnt6=100 then cnt6:=0;current_s<=s6;
end if;
when s6=>
cnt7:=cnt7+1;
if cnt7<10 then rw<='0';rs<='1';----WRITE DATA
elsif cnt7<20 then data<=date_buf(i);--date_buf(i);時分秒的數(shù)據(jù)的ASCII碼
elsif cnt7<30 then en<='1'; ---執(zhí)行時間為40us
elsif cnt7<70 then en<='0';
elsif cnt7=100 then
if i=9 then cnt7:=0;current_s<=s7;i:=0;
else i:=i+1;current_s<=s6;cnt7:=0;end if;
end if;
when s7=>if cnt8<8000 then cnt8:=cnt8+1;
else cnt8:=0;current_s<=s5;----循環(huán)等待8000的計(jì)數(shù)器，回到S5，繼續(xù)寫入DDRAM地 ------址，進(jìn)而
end if;-------------------------寫入數(shù)據(jù)
when others=>null;
end case;
end if;
end process;
end lcd1602;

復(fù)制代碼

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