作者：FPGA技术实战
引言：本文通过以LCD1602液晶显示模块为基础，介绍FPGA驱动LCD1602原理，详细介绍硬件原理图设计及FPGA驱动LCD1602软件设计，通过万年历功能综合实现时钟功能、LCD1602显示功能。
图1：常见的LCD1602款式
LCD1602由字符型液晶显示屏（LCD）、控制驱动主电路HD44780及其扩展驱动电路HD44100，以及少量电阻、电容元件和结构件等装配在PCB板上而组成。从图2中COM信号、SEG信号可以看出，LCD1602的驱动原理与数码管本质上是类似的，只不过其内部LCD驱动电路实现了对数据的解码，用户只需按照控制接口简单输入要显示的数据即可。
常用的类型有16×1，16×2，20×2和40×2等的模块。不同厂家生产的LCD1602芯片可能有所不同，但使用方法都是一样的，本文以16×2为例进行介绍。
显示字符容量：16×2个字符，即显示两行字符，每行16个字符；
工作电压：4.5V~5.5V（最佳工作电压5.0V），典型电流2mA@5.0V；
LCD1602尺寸大小如图3所示。
信号接口定义说明如下表所示。
管脚说明：
管脚1，2，为电源管脚，15,16为背光管脚，均推荐5.0V供电； 管脚3为，对比度调节管脚，需提供偏压电压。其用于LCD1602液晶屏对比度控制，该管脚电压在1.2V±0.1V左右显示对比度较佳，硬件连接是建议采用滑动变阻器对其电压进行控制； 管脚4 RS，为数据，命令选择管脚：H：数据选择，L：命令选择； 管脚5 R/W，为读写管脚：H：读操作，L：写； 管脚6 E，为是能管脚，该信号下降沿有效时，数据传输给内部模块； 管脚7~14 D0~D7，为数据或命令。
（1）LCD1602内部RAM地址映射图
LCD1602内部控制器带有80×8位（80字节）的RAM缓冲区如图5所示。LCD1602内部字符表编码如图6所示。
初始化设置指令：
显示模式设置指令38H：
显示开/关、光标功能
控制器内部设有一个数据指针，用户可以通过他们方位内部的全部80字节RAM。
数据指针设置：即如果要在01位置显示字符，RAM的地址必须是01H+80H，即81H，其他位置类似，均需要加上80H。
显示清屏和显示回车指令：
读数据：输入：RS = H，RW = H，E = H，输出D0~D7数据。
写数据：输入：RS = H，RW = L，D0~D7=指令码，E = H，输出D0~D7数据。
读写操作需要注意的是，D0~D7数据要在使能E信号的下降沿写入控制器，要注意tHD2保持时间必须满足手册要求，其他时序参数也要参考手册要求。
LCD1602上电必须进行初始化操作，初始化过程如下：
（7）写指令38H：显示模式设置；
（8）写08H：关闭显示；
（9）写0H：显示清屏；
（10）写指令06H：显示光标移动设置；
本文要利用LCD1602实现万年历显示。具体功能如下：
（5）LCD1602显示万年历动态时间。
各个模块功能：
（6）KeyJitters.v实现按键消抖功能。
通过按键设置万年历初始值，显示在LCD1602上，如图11所示，可以看到万年历时间已经正确显示。
