1、FPGA課程設計報告題目：基于CPLD的1602 字符液晶顯示系統設計院系：信息與電氣工程學院班級：電子信息工程學號：學生姓名：指導教師：成績：2011年 7月基于 CPLD的 1602 字符液晶顯示系統設計一 . 設計題目：基于 CPLD的 1602 字符液晶顯示系統設計二設計要求技術指標：要求用 1602 液晶顯示字符；顯示內容：學號 +英文姓名；顯示方式：流動顯示， 開關控制字符流動速度及方向；具有暫停和清屏的功能；三設計平臺：QUARTUSII 6.0 軟件 MARS-1270 CPLD 1602 液晶四設計思路與設計步驟：1.1602 液晶指令介紹：要想控制 1602 液晶顯示字符，

2、首先需要弄清楚1602 有那些可控管腳，有哪些控制命令， 如何控制其顯示， 如何控制其移動及如何控制其移動速度及方向等，下面首先介紹一下我所要用的指令及管腳等。（ 1）接口說明：（2）基本操作時序：A. 讀狀態：輸入： RS=L，RW=H,E=H,輸出： DB0-DB7=狀態字B. 寫指令：輸入： RS=L，RW=L,E=下降沿脈沖， DBO-DB7=指令碼 ,輸出：無C.讀數據：輸入： RS=H，RW=H,E=H,輸出： DB0-DB7=數據D.寫數據：輸入： RS=H，RW=L,E=下降沿脈沖， DBO-DB7=數據 ,輸出：無（3）指令集及其設置說明：A. 清屏指令：功能：<1&g

3、t;<2>清除液晶顯示器即將 DDRAM的內容全部填入光標歸位，即將光標撤回液晶顯示屏的左上方" 空白 " 的 ASCII碼20H;<3>將地址計數器(AC)的值設為0。B. 進入設置模式指令：功能：設定每次定入 1位數據后光標的移位方向，并且設定每次寫入的一個字符是否移動。參數設定的情況如下所示：位名設置I/D0=寫入新數據后光標左移1=寫入新數據后光標右移S0=寫入新數據后顯示屏不移 1=寫入新數據后顯示屏整體右移 1字符C.顯示開關控制指令：功能：控制顯示器開 / 關、光標顯示 / 關閉以及光標是否閃爍。參數設定的情況如下：位名設置D0=顯示功

4、能關1=顯示功能開C0=無光標1=有光標B0=光標閃爍1=光標不閃爍D.設定顯示屏或光標移動方向指令：功能：使光標移位或使整個顯示屏幕移位。參數設定的情況如下：S/C R/L設定情況00光標左移 1格，且 AC值減 101光標右移 1格，且 AC值加 110顯示器上字符全部左移一格，但光標不動11顯示器上字符全部右移一格，但光標不動E. 功能設定指令：功能：設定數據總線位數、顯示的行數及字型。參數設定的情況如下：位名設置DL0=數據總線為 4位1=數據總線為 8位N0=顯示 1行1=顯示 2行F0=5 ×7 點陣 / 每字符1=5×10 點陣/ 每字符F. 設定 CGRAM

5、地址指令：功能：設定下一個要存入數據的CGRAM的地址。DB5DB4DB3 為字符號，也就是你將來要顯示該字符時要用到的字符地址。 (000111) （能定義八個字符）DB2DB1DB0 為行號。（000111）（八行）G.設定 DDRAM地址指令 ;功能：設定下一個要存入數據的DDRAM的地址。H.數據寫入 DDRAM或 CGRAM指令：功能： <1> 將字符碼寫入 DDRAM，以使液晶顯示屏顯示出相對應的字符;<2>將使用者自己設計的圖形存入CGRAM。DB7DB6DB5可為任何數據，一般取“000”。DB4DB3DB2DB1DB0對應于每行 5 點的字模數據。2.

6、 設計流程：弄懂 1602 中各種管腳及其控制方法以及各種指令的指令碼后， 就可以進行程序的編寫了，首先整理一下編寫流程：初始化設置狀態狀態轉換3. 設計源程序： library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; entity lcd_1602 isPort ( clk : in std_logic;reset:in std_logic;lcdrs : out std_logic;- 讀或寫指令 | 數據控制端lcdrw : out s

7、td_logic;- 讀| 寫控制端lcden : buffer std_logic;-使能端data : out std_logic_vector(7 downto 0);key1: in std_logic;-撥碼開關控制移動與不動；key2: in std_logic);end lcd_1602;Architecture Behavioral of lcd_1602 isType state is(set_qingping,set_nobusy,set_cursor,set_switch,set_ddram,write_data,s et_ddram1,write_data1,set_d

8、dram2,write_data2,set_ddram3,write_data3,set_ddram4,write_data4,set_ddram5,write_data5,set_ddram6,write_data6,set_ddram7,write_data7,set_ddram8,write_data8,set_ddram9,write_data9, set_ddram10,write_data10,set_ddram11,write_data11,set_ddram12,write_d ata12,set_ddram13,write_data13,set_ddram14,write_d

9、ata14,set_ddram15,w rite_data15,set_ddram17,write_data17,set_ddram16,write_data16,set_ddr am18, write_data18,set_ddram19,write_data19,set_ddram20,write_data20, set_ddram21,write_data21,set_ddram22,write_data22,set_ddram23,write_d ata23,set_cgram,write_cgram,set_ddram24,write_data24,set_ddram25,write

10、_data25,shift_cur,shift_display); -定義各種狀態type ram2 is array(0 to 7) of std_logic_vector(7 downto 0); constant cgram:ram2:=("00011111"),("00000100"),("00000100"),("00011111"),("00000100"),("00000100"),("00000100"),("00011111&q

11、uot;);- 把“王”字字模寫入數組； signal current_state:state;signal clkcnt: std_logic_vector(18 downto 0);Constant divcnt:std_logic_vector(18 downto 0):="1111001110001000000" signal clkdiv: std_logic;signal tc_clkcnt: std_logic;signal clk_int: std_logic;signal clkdiv2: std_logic;signal clkdiv3: std_log

12、ic;signal clkdiv6: std_logic；beginlcdrw <= '0' ; -讀寫控制端設為寫有效process(clk,reset)Beginif(reset='0')thenclkcnt<="0000000000000000000"elsif(clk'event and clk='1')thenif(clkcnt=divcnt)thenclkcnt<="0000000000000000000"elseclkcnt<=clkcnt+1;-對系統時鐘進行

13、分頻使其工作周期為end if;end if;end process ；tc_clkcnt<='1' when clkcnt=divcnt else '0'-tc_clkcnt為12.5ms12.5msprocess(tc_clkcnt,reset)beginif(reset='0')thenclkdiv<='0'elsif(tc_clkcnt'event and tc_clkcnt='1')thenclkdiv<=not clkdiv; -進一步分頻使clkdiv=2*12.5ms;en

14、d if;end process;process(clkdiv,reset)beginif(reset='0')thenclk_int<='0'elsif(clkdiv'event and clkdiv='1')thenclk_int<= not clk_int;-再進一步分頻使clk_int=4*12.5msend if;end process;process(clk_int,reset)beginif(reset='0')thenclkdiv2<='0' -再進一步分頻使clkdiv2

15、=8*12.5mselsif(clk_int'event and clk_int='1')thenclkdiv2<= not clkdiv2;end if;end process;process(clkdiv2,reset)beginif(reset='0')thenclkdiv3<='0' - 再進一步分頻使 clkdiv3=16*12.5ms elsif(clkdiv2'event and clkdiv2='1')thenclkdiv3<= not clkdiv3;end if;end pro

16、cess;process(clkdiv3,reset)beginif(reset='0')thenclkdiv6<='0' - 還是進一步分頻使 clkdiv6=32*12.5ms elsif(clkdiv3'event and clkdiv3='1')thenclkdiv6<= not clkdiv6;end if;end process;process(clkdiv3,reset)beginif(reset='0')thenlcden<='0'elsif(clkdiv3'eve

17、nt and clkdiv3='0')thenlcden<= not lcden;-設置使能信號頻率end if;end process;附注：進行多次分頻的目地是為了使字符顯示速度及移動速度等合適，便于觀察。control:process(clk,reset,current_state)variablecnt1:std_logic_vector(3downto 0);-beginif reset='0'thencurrent_state<=set_nobusy ;cnt1:=(others => '1');lcdrs<=

18、'0'elsif rising_edge(clkdiv6)then控制各種狀態及其轉換- 使用 clkdiv6 是為了和 lcden 吻合，達到使能目地current_state <= current_state ;lcdrs <= '0'case current_state iswhen set_nobusy=>- 測試空閑狀態data<="00111000"-38Hcurrent_state<=set_cursor;when set_cursor=>data<="00000110&quo

19、t;-進入模式設置狀態寫入新數據后光標右移current_state<=set_switch;when set_switch=>data<="00001100"-顯示開關控制狀態 ; 顯示功能開current_state<=set_qingping;when set_qingping=>data<="00000001"-清屏指令current_state<=set_ddram;when set_ddram=>data<="10000000" -設置要顯示數據的位置：第current

20、_state<=write_data;when write_data=>lcdrs<='1'data<="00110001"-設置要顯示的數據1current_state<=set_ddram1;1 行第1 列80Hwhen set_ddram1=>lcdrs<='0'-設置要顯示數據的位置：第data<="10000001"current_state<=write_data1；when write_data1=>lcdrs<='1'-設置要

21、顯示的數據2data<="00110010"current_state<=set_ddram2;1 行第2 列81Hwhen set_ddram2=>lcdrs<='0'-設置要顯示數據的位置：第1 行第 3 列 82Hdata<="10000010"-82Hcurrent_state<=write_data2;when write_data2=>lcdrs<='1'-設置要顯示的數據8data<="00111000"current_state<

22、;=set_ddram3;when set_ddram3=>lcdrs<='0'-設置要顯示數據的位置：第2 行第 4 列 83Hdata<="10000011"current_state<=write_data3;when write_data3=>lcdrs<='1'-設置要顯示的數據8data<="00111000"current_state<=set_ddram4;when set_ddram4=>lcdrs<='0'-設置要顯示數據的位置

23、：第data<="10000100"-82Hcurrent_state<=write_data4;1 行第5 列84Hwhen write_data4=>lcdrs<='1'-設置要顯示的數據data<="00110100"current_state<=set_ddram5;4when set_ddram5=>lcdrs<='0'data<="10000101" -設置要顯示數據的位置：第current_state<=write_data5;w

24、hen write_data5=>lcdrs<='1'data<="00110000"-設置要顯示的數據0current_state<=set_ddram6;1 行第6 列85Hwhen set_ddram6=>lcdrs<='0'data<="10000110"-設置要顯示數據的位置：第current_state<=write_data6;when write_data6=>lcdrs<='1'-設置要顯示的數據1data<="0

25、0110001"current_state<=set_ddram7;1 行第7 列86Hwhen set_ddram7=>lcdrs<='0'data<="10000111"-設置要顯示數據的位置：第current_state<=write_data7;when write_data7=>lcdrs<='1'-設置要顯示的數據5data<="00110101"current_state<=set_ddram8;when set_ddram8=>lcdrs

26、<='0'data<="10001000"-設置要顯示數據的位置：第1 行第1 行第8 列9 列87H88Hcurrent_state<=write_data8;when write_data8=>lcdrs<='1'data<="00101101" -設置要顯示的數據 -current_state<=set_ddram9;when set_ddram9=>lcdrs<='0'data<="10001001"-設置要顯示數據的位

27、置：第1 行第 10 列 89Hcurrent_state<=write_data9;when write_data9=>lcdrs<='1'data<="01011010" -設置要顯示的數據Zcurrent_state<=set_ddram10;when set_ddram10=>lcdrs<='0'data<="10001010"-設置要顯示數據的位置： 第 1 行第 11 列 90Hcurrent_state<=write_data10;when write_d

28、ata10=>lcdrs<='1'data<="01000111" -設置要顯示的數據Gcurrent_state<=set_ddram11;when set_ddram11=>lcdrs<='0'data<="10001011"-設置要顯示數據的位置： 第current_state<=write_data11;when write_data11=>lcdrs<='1'data<="01001100" -設置要顯示的數據L

29、current_state<=set_ddram12;1 行第12 列91Hwhen set_ddram12=>lcdrs<='0'data<="11000000"-設置要顯示數據的位置： 第2 行第1 列C0Hcurrent_state<=write_data12;when write_data12=>lcdrs<='1'-設置要顯示的數據1data<="00110001"current_state<=set_ddram13;when set_ddram13=>

30、lcdrs<='0'data<="11000001"-設置要顯示數據的位置：第2 行第2 列C1Hcurrent_state<=write_data13;when write_data13=>lcdrs<='1'-設置要顯示的數據data<="00110010"current_state<=set_ddram14;2when set_ddram14=>lcdrs<='0'data<="11000010"-設置要顯示數據的位置：第

31、current_state<=write_data14;when write_data14=>lcdrs<='1'-設置要顯示的數據8data<="00111000"current_state<=set_ddram15;2 行第3 列C2Hwhen set_ddram15=>lcdrs<='0'data<="11000011"-設置要顯示數據的位置：第current_state<=write_data15;when write_data15=>lcdrs<=

32、'1'data<="00111000"-設置要顯示的數據8current_state<=set_ddram16;2 行第4 列C3Hwhen set_ddram16=>lcdrs<='0'data<="11000100"-設置要顯示數據的位置：第current_state<=write_data16;when write_data16=>lcdrs<='1'-設置要顯示的數據4data<="00110100"current_state

33、<=set_ddram17;2 行第5 列C4Hwhen set_ddram17=>lcdrs<='0'data<="11000101"-設置要顯示數據的位置：第2 行第6 列C5Hcurrent_state<=write_data17;when write_data17=>lcdrs<='1' -設置要顯示的數據data<="00110000"0current_state<=set_ddram18;when set_ddram18=>lcdrs<='

34、;0'data<="11000110"-設置要顯示數據的位置：第2 行第7 列C6Hcurrent_state<=write_data18;when write_data18=>lcdrs<='1'-設置要顯示的數據data<="00110010"current_state<=set_ddram19;2when set_ddram19=>lcdrs<='0'data<="11000111"-設置要顯示數據的位置：第2 行第8 列C7Hcurr

35、ent_state<=write_data19;when write_data19=>lcdrs<='1'-設置要顯示的數據data<="00111000"current_state<=set_ddram20;8when set_ddram20=>lcdrs<='0'data<="11001000"-設置要顯示數據的位置：第current_state<=write_data20;when write_data20=>lcdrs<='1'-設置

36、要顯示的數據 -data<="00101101"current_state<=set_ddram21;2 行第9 列C8Hwhen set_ddram21=>lcdrs<='0'data<="11001001"-設置要顯示數據的位置： 第2 行第10 列C9Hcurrent_state<=write_data21;when write_data21=>lcdrs<='1'-設置要顯示的數據Xdata<="01011000"current_state&

37、lt;=set_ddram22;when set_ddram22=>lcdrs<='0'data<="11001010"-設置要顯示數據的位置： 第2 行第11 列CAHcurrent_state<=write_data22;when write_data22=>lcdrs<='1'-設置要顯示的數據data<="01001000"current_state<=set_ddram23;Hwhen set_ddram23=>lcdrs<='0'dat

38、a<="11001011"-設置要顯示數據的位置： 第current_state<=write_data23；when write_data23=>lcdda<='1'-設置要顯示的數據Ydata<="01011001"current_state<=set_cgram;when set_cgram=>lcdda<='0'data<="01000000"-設定 CGRAM地址指令；current_state<=write_cgram;when w

39、rite_cgram=>lcdda<='1'cnt1:=cnt1+1;-向 CGRAM中寫入“王”字；data<=cgram(conv_integer(cnt1);if cnt1 = "1000" thencurrent_state<=set_ddram24;end if;2 行第12 列CBHwhen set_ddram24=>lcdda<='0'-設定王字的顯示位置data<="10001100"current_state<=write_data24;第 1行第13 列92Hwhen write_data24=>lcdda<='1'-設置要顯示的王字data<="00000000"current_state<=set_ddram25;when set_ddram25=>lcdda<='0'-設定王字的顯示位置data<="11001100"current_state<=write_data25;when write_data25=>lcdda<='1&#