FPGA课程设计报告

1、v1.0可编辑可修改Shenyang Agricultural UniversityFPGAM程设计报告题 目：基于CPLD勺1602字符液晶显示系统设计院 系： 信息与电气工程学院班 级：电子信息工程学 号：学生姓名：指导教师：成 绩：2011年7月基于CPLM 1602字符液晶显示系统设计一.设计题目：基于CPLD勺1602字符液晶显示系统设计二.设计要求技术指标：要求用1602液晶显示字符；显示内容：学号+英文姓名；显示方式：流动显示，开关控制字符流动速度及方向； 具有暂停和清屏的功能；三.设计平台：QUARTUS瞰件 MARS-1270 CPLD 1602 液晶四.设计思路与设计步骤：

2、液晶指令介绍：要想控制1602液晶显示字符，首先需要弄清楚1602有那些可控管脚，有哪些控制命令，如何控制其显示，如何控制其移动及如何控制其移动速度及方向等，下面首先介绍一下我所要用的指令及管脚等。(1)接口说明：编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2Data 1 - 02VDD电源正极IDD3Data I/O3VL液晶显示偏压信号11D4Data I/O4RS数据/箭令选撵瑞rHli1205Data 105IVW读/写选择端(H L)13D6Data 10&E使就信号14D7Data I/O7DODjstA I/O15BLR背光源正极8D1Data I/O16RLK背光源负被(

3、2)基本操作时序：A.读状态：输入：RS=L RW=H,E=H,输出：DB0-DB7= 犬态字B.写指令：输入：RS=L RW=L,E下降沿月冲，DBO-DB7指令码，输出：无C.读数据：输入：RS=H RW=H,E=HU出：DB0-DB7嗷据D.写数据：输入：RS=H RW=L,E下降沿月冲，DBO-DB7数据，输出：无(3)指令集及其设置说明:A.清屏指令：指令功能指令编泗牖 /nsK/UDB7DH6DH5DH4DB3DB2DH1清屏0010ge9001164功能：清除液晶显示器即将DDRAM勺内容全部填入空白的ASCII码20H;光标归位，即将光标撤回液晶显示屏的左上方； 将地址计数器(

4、AC)的值设为00B.进入设置模式指令：指令功能指令编阴静 时间 /U5RSR/WDB7DB6DR50H4DBSDB2DIMDHU进入模式设置fle000001I/DS40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 1=写入新数据后显示屏整体右移1字符C.显示开关控制指令:指令功能指令编码牖 /usRSDH7DD6。由50B30S2B1DBS显示开关控制U001DC40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

5、下：位名设置D 0= 显示功能关 1=显示功能开C0=无光标1=有光标B0=光标闪烁1= 光标不闪烁D.设定显示屏或光标移动方向指令：指令功能指令编码牖 /usRSR/U0D7DD6iDBSDB*ona0B2DB1DOOaflag81s/cR/LXX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00光标左移1格，且ACfi减101光标右移1格，且ACfi加110显示器上字符全部左移一格，但光标不动11显示器上字符全部右移一格，但光标不动E.功能设定指令:指令勘能指令编码 /U5nsRZWDB7DBADBSDBUDB3DB21BB1DDB功能设定00001LN*

6、Xlie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=5X 7点阵/每字符1=5 X 10点阵/每字符F.设定CGRAMfc址指令:指令编梢噩 /us指令功能R/W0B7DES DBU 083 DB2 DB1 DHQ设定隔 地址00ft1CGR育M的地址（6位）llB功能：设定下一个要存入数据的CGRAM地址。DB5DB4DB3 为字符号，也就是你将来要显示该字符时要用到的字符地址。（000111）（能定义八个字符）DB2DB1DB0 为行号。（000111）（八行）G.设定DDRAMfc址

7、指令;指令功能指令编码黯 /USRSR/U9B7DB6 DBS BB4 DH3 DB2 | DB1 DBO设定 地址0e1ccru邮地址铉】4M功能：设定下一个要存入数据的 DDRAMJ地址H.数据写入DDRAME CGRA蟠令:指令功能指令第码ZusRSR/VM7DD6M5M3M2M1数据写人到 阿丽CGRAM10要写人的数据t7-D0|占9功能：将字符码写入DDRAM以使液晶显示屏显示出相对应的字符将使用者自己设计的图形存入CGRAMDB7DB6DB5 可为任何数据，一般取“ 000”。DB4DB3DB2DB1DB0对应于每行5点的字模数据。2 .设计流程：弄懂1602中各种管脚及其控制方

8、法以及各种指令的指令码后，就可以进行程序的编写了，首先整理一下编写流程：设置状态:初始化23lcdrs : out std_logic;-读或写指令|数据控制端lcdrw : out std_logic;-读|写控制端3 .设计源程序:library IEEE;use use use entity lcd_1602 isPort ( clk : in std_logic;reset:in std_logic;key1: in std_logic;拨码开关控制移动与不动;lcden : buffer std_logic;data : out std_logic_vector(7 downto 0

9、);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,whte_data,s et_ddram1,write_data1,set_ddram2,write_data2,set_ddram3,write_data3,s et_ddram4,write_data4,set_ddram5,write_data5, set_ddram6,write_data6, set_d

10、dram7,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_data14,set_ddram15,w rite_data15,set_ddram17,write_data17,set_ddram16,write_data16,set_ddr am18, write_data18,set_dd

11、ram19,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,writ e_data25,shift_cur,shift_display);-定义各种状态type ram2 is array(0 to 7) of std_logic_vector(7 downto 0);constant cgram:

12、ram2:=(00011111),(00000100),(00000100), (00011111),(00000100),(00000100),(00000100),(00011111);-把“王”字字模写入数组；signal current_state:state;signal clkcnt: std_logic_vector(18 downto 0);Constant divcnt:std_logic_vector(18 downto 0):=000000;signal clkdiv: std_logic;signal tc_clkcnt: std_logic;signal clk_in

13、t: std_logic;signal clkdiv2: std_logic;signal clkdiv3: std_logic;signal clkdiv6: std_logic ;beginIcdrw = 0;-读写控制端设为写有效process(clk,reset)Beginif(reset=0)thenclkcnt=0000000000000000000”;elsif(clkevent and clk=1)thenif(clkcnt=divcnt)then clkcnt=0000000000000000000”;elseclkcnt=clkcnt+1;-对系统时钟进行分频使其工作周期为

14、end if;end if;end process ；tc_clkcnt=1 when clkcnt=divcnt else 0; -tc_clkcntprocess(tc_clkcnt,reset)beginif(reset=0)thenclkdiv=0;elsif(tc_clkcntevent and tc_clkcnt=1)thenclkdiv=not clkdiv;- 进一步分频使 clkdiv=2*;end if;end process;process(clkdiv,reset)beginif(reset=0)thenclkjnt=0;elsif(clkdivevent and cl

15、kdiv=1)thenclk_int= not clk_int;-再进一步分频使 clk_int=4*end if;end process;process(clk_int,reset)beginif(reset=0)thenclkdiv2=0;-再进一步分频使 clkdiv2=8*elsif(clk_intevent and clk_int=1)thenclkdiv2= not clkdiv2;end if;end process;process(clkdiv2,reset)beginif(reset=0)thenclkdiv3=0;-再进一步分频使 clkdiv3=16*elsif(clkd

16、iv2event and clkdiv2=1)thenclkdiv3= not clkdiv3;end if;end process;process(clkdiv3,reset)beginif(reset=0)thenclkdiv6=0;-还是进一步分频使 clkdiv6=32*elsif(clkdiv3event and clkdiv3=1)thenclkdiv6= not clkdiv6;end if;end process;process(clkdiv3,reset)beginif(reset=0)thenlcden=0;elsif(clkdiv3event and clkdiv3=0)

17、thenlcden= not Icden;-设置使能信号频率end if;end process;附注：进行多次分频的目地是为了使字符显示速度及移动速度等合适，便于观察。control:process(clk,reset,current_state)variable cntl: std_logic_vector(3 downto 0);-控制各种状态及其转换beginif reset=0thencurrent_state 1);lcdrs=0;elsif rising_edge(clkdiv6)then-使用clkdiv6是为了和lcden吻合，达到使能目地 current_state = c

18、urrent_state ;lcdrs -测试空闲状态data=00111000”;-38Hcurrent_statedata=00000110”;-进入模式设置状态写入新数据后光标右移current_statedata=00001100”;-显示开关控制状态；显示功能开current_statedata=00000001”;-清屏指令current_statedata=;-设置要显示数据的位置：第1行第1列80Hcurrent_statelcdrs=1;data=00110001”;- 设置要显示的数据1current_statelcdrs=0;设置要显示数据的位置：第1行第2列81Hdat

19、a=;current_statelcdrs=1;-设置要显示的数据2data=00110010”;current_statelcdrs=0;-设置要显示数据的位置：第1行第3列82Hdata=;-82Hcurrent_statelcdrs=1;- 设置要显示的数据8data=00111000”;current_statelcdrs=0;-设置要显示数据的位置：第 2行第4列83Hdata=;current_statelcdrs=1;-设置要显示的数据8data=00111000”;current_statelcdrs=0;-设置要显示数据的位置：第1行第5列84Hdata=;-82Hcurre

20、nt_statelcdrs=1;-设置要显示的数据4data=00110100”;current_statelcdrs=0;data=;-设置要显示数据的位置：第1行第6列85Hcurrent_statelcdrs=1;data=00110000”;- 设置要显示的数据 0current_statelcdrs=0;data=;-设置要显示数据的位置：第1行第7列86Hcurrent_statelcdrs=1;-设置要显示的数据1data=00110001”;current_statelcdrs=0;data=;-设置要显示数据的位置：第1行第8列87Hcurrent_statelcdrs=1;

21、-设置要显示的数据5data=00110101”;current_statelcdrs=0;data=;-设置要显示数据的位置：第1行第9列88Hcurrent_statelcdrs=1;data=00101101”;-设置要显示的数据-current_statelcdrs=0;data=;-设置要显示数据的位置：第1行第10列89Hcurrent_statelcdrs=1;data=01011010”;-设置要显示的数据 Zcurrent_statelcdrs=0;data=;-设置要显示数据的位置：第1行第11列90Hcurrent_statelcdrs=1;data=01000111”;

22、-设置要显示的数据current_statelcdrs=0;data=;-设置要显示数据的位置：第1行第12歹U 91Hcurrent_statelcdrs=1;data=01001100”;-设置要显示的数据current_statelcdrs=0;data=;-设置要显示数据的位置：第2行第1歹U C0Hcurrent_statelcdrs=1;-设置要显示的数据1data=00110001”;current_statelcdrs=0;data=；-设置要显示数据的位置：第 2行第2列C1H current_statelcdrs=1;-设置要显示的数据2data=00110010”;cur

23、rent_statelcdrs=0;data=；-设置要显示数据的位置：第 2行第3列C2Hcurrent_statelcdrs=1;- 设置要显示的数据8data=00111000”;current_statelcdrs=0;data=;-设置要显示数据的位置：第 2行第4列C3Hcurrent_statelcdrs=1;data=00111000”;- 设置要显示的数据 8current_statelcdrs=0;data=;-设置要显示数据的位置：第 2行第5列C4Hcurrent_statelcdrs=1;-设置要显示的数据4data=00110100”;current_statelc

24、drs=0;data=；-设置要显示数据的位置：第current_statelcdrs=1;-设置要显示的数据0data=00110000”;current_statelcdrs=0;data=；-设置要显示数据的位置：第current_statelcdrs=1;- 设置要显示的数据2data=00110010”;current_statelcdrs=0;2行第6歹U C5H2行第7歹U C6H2行第8歹U C7Hdata=；-设置要显示数据的位置：第current_statelcdrs=1;- 设置要显示的数据8data=00111000”;current_statelcdrs=0;data

25、=;-设置要显示数据的位置：第 2行第9列C8Hcurrent_statelcdrs=1;- 设置要显示的数据-data=00101101”;current_statelcdrs=0;data=;-设置要显示数据的位置：第 2行第10歹1C9Hcurrent_statelcdrs=1;- 设置要显示的数据Xdata=01011000”;current_statelcdrs=0;data=;-设置要显示数据的位置：第 2行第11列CAHcurrent_statelcdrs=1;- 设置要显示的数据Hdata=01001000”;current_statelcdrs=0;data=;-设置要显示数

26、据的位置：第 2行第12歹1CBHcurrent_statelcdda=1;- 设置要显示的数据Ydata=01011001;current_statelcdda=0;data=01000000”;- 设定 CGRAMfc址指令；current_statelcdda=1;cnt1:=cnt1+1;- 向 CGRAMlP写入“王”字；data=cgram(conv_integer(cnt1);if cntl = 1000 thencurrent_statelcdda=0;-设定王宇的显示位置第1行第13列92Hdata=;current_statelcdda=1;-设置要显示的王宇data=00

27、000000”;current_statelcdda=0;-设定王宇的显示位置第2行第13列CCHdata=;current_statelcdda=1;-设置要显示的王宇data=00000000”;if key1=1 thencurrent_state=shift_cur;elsif key2=1 thencurrent_statelcdda=0;data=00010100”;current_state lcdda=0;datanull;end case;end if;end process;end Behavioral ；4 .设计结果：显示-ZGL王-XHY 王5 .自定义汉字显示:步骤如下：1.先将自定义字符或汉字写入CGRAM如下图定义A的字模一样所示：如果想自 定义一个十，则八行的字符串构成一个数组，每个元素是一个八位的二进制字 符申，则十所构成的字模为（不够八位的前三位补零）：data8=（ “0000010。，“00000100”，“00000100”，“00011111”，“0000010。， “0000010。，“00000100, “00000100,）把这个数组写到CGRAM某一个位置中，比如第一个留下来的位置中，则这个“十” 字就可以和CGROM已有的字符一样