# LCD1602显示驱动模组

**Repository Path**: xiaowuzxc/LCD1602-display-IP

## Basic Information

- **Project Name**: LCD1602显示驱动模组
- **Description**: 使用SV编写的两层状态机LCD1602驱动软核，可以自动完成初始化，刷屏等工作。使用者仅需要像读写SRAM一样向显示存储器写入数据，封装了复杂的控制逻辑。
- **Primary Language**: Verilog
- **License**: Apache-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 9
- **Forks**: 0
- **Created**: 2022-02-15
- **Last Updated**: 2026-04-27

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# LCD1602显示驱动模组

### 简介
LCD1602显示驱动模组是使用System verilog编写的IP核，适用于FPGA，可以自动完成初始化，刷屏等工作。使用者仅需要像读写SRAM一样向显示存储器写入数据，LCD1602就能显示出对应的字符。  
[FPGA实机效果展示](http://www.bilibili.com/video/BV1Ti4y1k7cf)

### 端口功能
例化参数`CLK_F`设置为输入时钟频率，单位为Hz。例如，输入5MHz时钟，CLK_F设置为5_000_000。  

#### 内部逻辑
|方向|名称|功能|
|----|----|----|
|输入 |clk	|时钟输入|
|输入 |rst_n	|低电平复位|
|输入 |addr	|[4:0]显示存储器地址|
|输入 |din	|[7:0]显示存储器数据输入|
|输出 |dout	|[7:0]显示存储器数据输出|
|输入 |we	|显示存储器写入使能，高电平有效|

#### 外部逻辑
|方向|名称|功能|
|----|----|----|
|双向 |DB	|连接LCD1602|
|输出 |RS	|连接LCD1602|
|输出 |RW	|连接LCD1602|
|输出 |EN	|连接LCD1602|

### 显示配置
![dram地址](/pic/rtladdr.svg)  
addr[4:0]有5个地址线，可以寻址32个8位的存储空间。每个存储空间依次对应LCD1602的两行32个字符.映射关系为addr=(行-1)*16+(列-1)  
例如：1602的第一行第3列，对应地址为(1-1)\*16+(3-1)=2。第二行第1列，对应地址为(2-1)\*16+(1-1)=16  
向某个地址写入ASCII码，就能在1602上的对应位置显示出对应的字符。  

### 仿真
本工程仿真环境基于iverilog，且版本必须>=11。  
首先，进入RTL/tb文件夹。  
#### linux：  
终端输入make执行仿真，make clean清理文件。  
#### windows：  
双击make.bat执行仿真。  
双击clean.bat清理文件。  

### 原理描述
LCD1602显示驱动模组由两层状态机构成。高层状态机是刷屏状态机，负责1602初始化、行切换、字符写入；低层状态机是写操作状态机，负责控制具体的读写时序，完成判忙、数据/指令写入。  
两层状态机都是Moore型状态机，输出只与当前状态有关。  
dram是一个8*32的显示存储器，每一个字节与LCD1602显示屏的一个格子对应。其中，dram[0]至[15]对应LCD1602第一行从左到右16个格子，dram[16]至[31]对应LCD1602第二行从左到右16个格子。  
#### 刷屏状态机
![刷屏](/pic/read.png)  
写命令0x38是状态机的复位状态，从写命令0x38到0x06是LCD1602复位流程，只会执行一次。  
写命令0x80状态将LCD1602的ddram指针指向显示屏的第一行行首。之后，将dram[0]至dram[15]的数据逐个写入LCD1602的ddram。  
写命令0xc0状态将LCD1602的ddram指针指向显示屏的第二行行首。之后，将dram[16]至dram[31]的数据逐个写入LCD1602的ddram。  
#### 写操作状态机
![刷屏](/pic/wr.png)  
idle是状态机的复位状态，此状态什么都不会做。  
当wr_en被拉高，会由idle进入写操作流程。  
在写操作前，需要读取一次命令，检查BF位是否为0。如果BF=0，继续写操作，如果BF=1，则再次读取命令。  
写操作和读命令都需要3个状态，分别是设置控制线，EN拉高，EN拉低，具体操作由刷屏状态机传递的参数决定。