图表 38
3. LCD接口功能定义如下：
图表 39
4.本试验程序的设计方法和流程
1）本实验程序将整个LCD数字秒表系统分成三大模块，分别是LCD时序发生控制模块，数据和命令读写控制状态模块，数字时钟信号产生模块，数据和命令读写控制模块调用其他
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两个模块实现整个数字系统，系统框图如下：
Pauselcd_rs_inlcd_rdcelcd_rs时钟发生模块MinuSec数据控制发送模块lcd_wrcelcd_db_inLCD时序控制模块lcd_rwlcd_dbMslcd_acklcd_en 图表 40
2）时钟发生器程序设计流程
时钟发生器由两部分构成，一个是功能键盘，一个是时钟计数器，的时钟由外部晶振提供，第一级产生周期为10ms的时钟进行ms计数，产生百位和十位，百位十位采用十进制计数方式便于数据的输出，分别产生4位的数据，每一个数字为的4位与30H拼接成8位，构成ASCII输出。同时长生S时钟，由秒时钟产生分钟时钟，采用和ms相类似的计数方式，输出都是八位二进制数。流程如下：
键盘检测外部时钟是否暂停计数暂停10ms计数器10毫秒时钟产生毫秒百位和十位输出秒时钟产生秒的十位和个位输出分钟时钟产生图表 41分钟的十位和个位输出 3）LCD时序控制模块的设计
LCD时序控制主要是为了产生和LCD接口协议和时序相吻合的时序，根据时序图可以得出如下的状态流程：
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idlerstsetupenableholdfinish 图表 42
设计流程：
Idle读写使能与否？否Setup建立时间完成与否？否时钟计数器Enable使能时间完成与否？否Hold保持时间完成与否否Finish产生应答信号图表 43
4）数据发送控制模块
本模块起到协调各模块的作用来控制写数据和写命令，状态机如图所示，首先进行初始化，然后进行数据传输数字跑表的显示，循环进行扫描显示。
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idlecur_state~1function_setwaitsdisp_ondisp_clearentry_mode_setputcharfinish 图表 44
设计流程如下：
IdleFunction_setDis_onwaitDis_clearEntry_model_setputcharfinish
图表 45
5. LCD数据传送格式。
本实验程序设计将数据一次十位数据在读写使能触发后，锁存进入LCD时序模块，防止过程数据变化带来的读写数据错误。低八位为控制命令数据或者显示命令数据，第九位是控制写命令还是写数据的RＳ信号，第十位控制是读数据还是写数据，由于本实验只涉及写数据，因此整个过程默认为低电平及写数据。
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在ＬＣＤ初始化后，状态机便进入数字跑表的数据显示传送。在这个传送的过程中将要显示的８个字符组合成一个字符串首位串接10'b0010000100及在第五个位置开始显示，当显示一串完毕后，再次写入控制数据返回到写显示第一个字符的地方重新刷新显示。整个字符串内容如下： 2'b00,8'h84,2'b01,minu_h,2'b01,minu_l,2'b01,8'h3a,
2'b01,sec_h,2'b01,sec_l,2'b01,8'h3a,2'b01,ms_h,2'b01,ms_l,2'b00,8'h84
6. 键盘检测
键盘检测与实验三的原理相似，这里不再详述 7. 状态机流程控制
本实验共有两个状态机，状态机的转移由相对应的标志信号来控制举例如下： 对于function_set状态来说，当进入这个状态后，将此状态需要延迟的时钟信号付给计数器，生成function_set_ok标志信号，然后转向wait状态，开始发出发送数据命令，在nibble标志位的作用下先发送高四位，LCD时序控制模块产生发送完毕应答信号后进入发送低四位，当再次接到接到应答信号时，转入下一状态。具体可参考附录程序。
4.3 实验步骤
1. 先在modelsim进行程序的设计，分模块进行编写和测试，如键盘检测、时钟发生器、时序控制模块、读写数据发送模块等并分别进行测试，将模块合成一个系统进行代码编写测试。 然后按照LCD时序和预期状态机来观察波形是否符合设计要求，并不断进行代码修改。 2. 在ise 里面间建好工程，添加已经功能仿真通过的程序源文件。 如下图所示
图表 46
3.进行代码综合，修改代码，并进行再次调试，综合和功能通过后，查看门级电路结构 下图为整个结构图
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