文本LCD模块的控制FPGA
这是一个1行x 16个字符的模块：
要控制LCD模块，您需要11个IO引脚来驱动8位数据总线和3个控制信号。3个控制信号是：
大多数LCD模块都基于HD44780芯片或是兼容的。查阅Wikipedia以获取更多信息。
7位设计
让我们用FPGA板驱动LCD模块。
这是我们设计的框图：
Pluto从PC串行端口接收数据，对其进行反序列化，然后将其发送到LCD模块。解串器与串行接口项目中的模块相同，因此此处仅对其进行实例化。
module LCDmodule(clk, RxD, LCD_RS, LCD_RW, LCD_E, LCD_DataBus); input clk, RxD; output LCD_RS, LCD_RW, LCD_E; output [7:0] LCD_DataBus; wire RxD_data_ready; wire [7:0] RxD_data; async_receiver deserializer(.clk(clk), .RxD(RxD), .RxD_data_ready(RxD_data_ready), .RxD_data(RxD_data));
每当串行端口提供一个字节时，“ RxDdataready”将在一个时钟周期内处于活动状态。
PC通过串口以8位模式向我们发送数据。理想情况下，我们需要从PC接收9位，以便我们可以驱动8位数据总线和LCD模块的“ RS”线。现在，让我们使用接收到的数据的MSB（第7位）来驱动“ RS”，并将仅7位发送到数据总线。
assign LCD_RS = RxD_data[7]; assign LCD_DataBus = {1'b0, RxD_data[6:0]}; // sends only 7 bits to the module, padded with a '0' in front to make 8 bits assign LCD_RW = 0;
我们从不读取LCD模块，所以R / W线是接地的。
最后一个麻烦是“ E”信号需要长时间激活，即220ns。从FPGA的角度来看，这很长，因为我使用的是25MHz时钟（周期为40ns）。因此，“ E”至少需要驱动5.5个时钟。在这里，我们使用一个计数器对时钟进行计数，将其驱动7个时钟。
reg [2:0] count; always @(posedge clk) if(RxD_data_ready | (count!=0)) count <= count + 1;
“ E”信号是通过寄存器创建的，因此可以保证无干扰。
reg LCD_E; always @(posedge clk) LCD_E <= (count!=0);
波形如下所示：
HDL设计在这里。
软件方面
我们对LCD进行初始化并发送一些要显示的数据。
以下是初始化LCD模块并显示“ hello”的C代码。
void main(){ OpenComm(); // initialize the LCD module WriteCommByte(0x38); // "Function Set" in 8 bits mode WriteCommByte(0x0F); // "Display ON" with cursors ON WriteCommByte(0x01); // "Clear Display", can take up to 1.64ms, so the delay Sleep(2); // display "hello" WriteCommByte('h' + 0x80); WriteCommByte('e' + 0x80); WriteCommByte('l' + 0x80); WriteCommByte('l' + 0x80); WriteCommByte('o' + 0x80); CloseComm(); }
完整的代码在这里。
要获取有关HD44780指令集的更多信息，请在此处检查。
8位设计
主要缺点是较早的设计是我们仅向LCD数据总线发送7位。这是一个问题，因为无法再使用LCD模块的设置DD RAM地址命令。
一种简单的解决方法是使用转义符。我们选择了字符0x00。
新协议如下：
新的C代码是：
void main(){ OpenComm(); // initialize the LCD module WriteCommByte(0x00); WriteCommByte(0x38); // "Function Set" in 8 bits mode WriteCommByte(0x00); WriteCommByte(0x0F); // "Display ON" with cursors ON WriteCommByte(0x00); WriteCommByte(0x01); // "Clear Display", can take up to 1.64ms, so the delay Sleep(2); WriteCommByte('h'); WriteCommByte('e'); WriteCommByte('l'); WriteCommByte('l'); WriteCommByte('o'); WriteCommByte(0x00); WriteCommByte(0xC0); // go on second half of LCD WriteCommByte('e'); WriteCommByte('v'); WriteCommByte('e'); WriteCommByte('r'); WriteCommByte('y'); WriteCommByte('o'); WriteCommByte('n'); WriteCommByte('e'); CloseComm(); }
新的HDL代码如下所示：
module LCDmodule(clk, RxD, LCD_RS, LCD_RW, LCD_E, LCD_DataBus); input clk, RxD;output LCD_RS, LCD_RW, LCD_E; output [7:0] LCD_DataBus; wire RxD_data_ready; wire [7:0] RxD_data; async_receiver deserialer(.clk(clk), .RxD(RxD), .RxD_data_ready(RxD_data_ready), .RxD_data(RxD_data)); assign LCD_RW = 0;assign LCD_DataBus = RxD_data; wire Received_Escape = RxD_data_ready & (RxD_data==0); wire Received_Data = RxD_data_ready & (RxD_data!=0); reg [2:0] count; always @(posedge clk) if(Received_Data | (count!=0)) count <= count + 1; // activate LCD_E for 6 clocks, so at 25MHz, that's 6x40ns=240ns reg LCD_E; always @(posedge clk)if(LCD_E==0) LCD_E <= Received_Data; else LCD_E <= (count!=6); reg LCD_instruction; always @(posedge clk)if(LCD_instruction==0) LCD_instruction <= Received_Escape; else LCD_instruction <= (count!=7); assign LCD_RS = ~LCD_instruction; endmodule
HD44780规范显示，“ E”变低后，“ RS”必须在10ns内有效。因此，您会注意到这里“ E”仅被驱动6个时钟，并且“ LCDinstruction”标志仅在时钟7之后被复位，以提供25ns的空间。
That's all folks!轮到您尝试了。
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