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--- 文本lcd模块的控制 [2020/07/09 10:38]
zili 创建
+++ 文本lcd模块的控制 [2020/07/09 13:13] (当前版本)
zili
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-文本LCD模块便宜且易于使用微控制器或FPGA进行接口。
+文本LCD模块便宜且易于使用微控制器或FPGA进行接口。\\
 这是一个1行x 16个字符的模块：
+{{ ::lcd_fpgas_are_fun.jpg |}}
 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：
+  * E：启用或“ LCD选择”。高活跃。
+  * 读/写：读/写。0写入，1读取。
+  * RS：寄存器选择，0表示命令字节，1表示数据字节。
+\\
+大多数LCD模块都基于HD44780芯片或是兼容的。查阅[[https://en.wikipedia.org/wiki/Hitachi_HD44780_LCD_controller|Wikipedia]]以获取更多信息。
+\\
-E：启用或“ LCD选择”。高活跃。
+\\
-读/写：读/写。0写入，1读取。
+####7位设计
-RS：寄存器选择，0表示命令字节，1表示数据字节。
+让我们用FPGA板驱动LCD模块。\\
-大多数LCD模块都基于HD44780芯片或兼容的。查看Wikipedia以获取更多信息。
-位设计
-让我们从FPGA板驱动LCD模块。
 这是我们设计的框图：
+{{ ::lcdmodule.gif |}}
+[[http://www.knjn.com/FPGA-RS232.html|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。\\
-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。
+<code verilog>
+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;
-LCD 模块模块（clk，RxD，LCD_RS，LCD_RW，LCD_E，LCD_DataBus）;
+wire RxD_data_ready;
-输入 clk，RxD;
+wire [7:0] RxD_data;
-输出 LCD_RS，LCD_RW，LCD_E;
+async_receiver deserializer(.clk(clk), .RxD(RxD), .RxD_data_ready(RxD_data_ready), .RxD_data(RxD_data));
-输出 [7：0] LCD_DataBus;
+</code>
-连线 RxD_data_ready;
+每当串行端口提供一个字节时，“ RxD_data_ready”将在一个时钟周期内处于活动状态。\\
-线 [7：0] RxD_data;
+\\
-async_receiver解串器（.clk（clk）、. RxD（RxD）、. RxD_data_ready（RxD_data_ready）、. RxD_data（RxD_data））;
+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。\\
-每当串行端口提供一个字节时，“ RxD_data_ready”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。
+<code verilog>
+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
-分配 LCD_RS = RxD_data [7];
+assign LCD_RW = 0;
-分配 LCD_DataBus = {1'b0，RxD_data [6：0]}; //仅发送7位到模块，在前面加一个'0'使8位
+</code>
-分配 LCD_RW = 0;
+我们从不读取LCD模块，所以R / W线是接地的。\\
-我们从不读取LCD模块，因此R / W线接地。
+\\
+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。\\
-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。
+<code verilog>
+reg [2:0] count;
+always @(posedge clk) if(RxD_data_ready | (count!=0)) count <= count + 1;
+</code>
-reg [2：0]计数；如果（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。\\
-总是 @（posege clk）
-“ E”信号是通过寄存器创建的，因此可以保证无干扰。
+<code verilog>
 reg LCD_E;
-总是 @（posedge CLK）LCD_E <=（计数！= 0）;
+always @(posedge clk) LCD_E <= (count!=0);
+</code>
 波形如下所示：
+{{ ::lcdmodule_waveform.gif |}}
+HDL设计在[[https://www.fpga4fun.com/files/LCDmodule.zip|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。
+{{ ::lcd_hello.jpg |}}
+\\
+以下是初始化LCD模块并显示“ hello”的C代码。
-HDL设计在这里。
+<code verilog>
+void main()
-该软件
-我们初始化LCD并发送一些要显示的数据。
-这是初始化LCD模块并显示“ hello”的C代码。
-void main（）
 {
-  OpenComm（）;
+  OpenComm();
-  //初始化LCD模块
+  // initialize the LCD module
-  WriteCommByte（0x38）; // 8位模式下的“功能集”
+  WriteCommByte(0x38);   // "Function Set" in 8 bits mode
-  WriteCommByte（0x0F）; //光标打开时“ Display ON”
+  WriteCommByte(0x0F);   // "Display ON" with cursors ON
-  WriteCommByte（0x01）; //“ Clear Display”，最多可能需要1.64ms，因此延迟
+  WriteCommByte(0x01);   // "Clear Display", can take up to 1.64ms, so the delay
-  Sleep（2）;
+  Sleep(2);
-  //显示“你好”
+  // display "hello"
-  WriteCommByte（'h'+ 0x80）;
+  WriteCommByte('h' + 0x80);
-  WriteCommByte（'e'+ 0x80）;
+  WriteCommByte('e' + 0x80);
-  WriteCommByte（'l'+ 0x80）;
+  WriteCommByte('l' + 0x80);
-  WriteCommByte（'l'+ 0x80）;
+  WriteCommByte('l' + 0x80);
-  WriteCommByte（'o'+ 0x80）;
+  WriteCommByte('o' + 0x80);
-  CloseComm（）;
+  CloseComm();
 }
-完整的代码在这里。
+</code>
+\\
+完整的代码在[[https://www.fpga4fun.com/files/LCDmodule_com.zip|这里]]。\\
-要获取有关HD44780指令集的更多信息，请在此处检查。
+要获取有关HD44780指令集的更多信息，[[http://www.doc.ic.ac.uk/~ih/doc/lcd/instruct.html|请在此处检查]]。\\
+\\
-位设计
+####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。
+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。
+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：
+  * 要发送命令字节，请在其前面加上0x00。
-要发送命令字节，请在其前面加上0x00。
+  * 要发送数据字节，只需发送它，不需要前缀。
-要发送数据字节，只需发送它，不需要前缀。
+\\
 新的C代码是：
-void main（）
+<code verilog>
+void main()
 {
-  OpenComm（）;
+  OpenComm();
-  //初始化LCD模块
+  // initialize the LCD module
-  WriteCommByte（0x00）; WriteCommByte（0x38）; // 8位模式下的“功能集”
+  WriteCommByte(0x00);  WriteCommByte(0x38);   // "Function Set" in 8 bits mode
-  WriteCommByte（0x00）; WriteCommByte（0x0F）; //光标打开时“显示打开”
+  WriteCommByte(0x00);  WriteCommByte(0x0F);   // "Display ON" with cursors ON
-  WriteCommByte（0x00）; WriteCommByte（0x01）; //“ Clear Display”，最多可能需要1.64ms，因此延迟
+  WriteCommByte(0x00);  WriteCommByte(0x01);   // "Clear Display", can take up to 1.64ms, so the delay
-  Sleep（2）;
+  Sleep(2);
-  WriteCommByte（'h'）;
+  WriteCommByte('h');
-  WriteCommByte（'e'）;
+  WriteCommByte('e');
-  WriteCommByte（'l'）;
+  WriteCommByte('l');
-  WriteCommByte（'l'）;
+  WriteCommByte('l');
-  WriteCommByte（'o'）;
+  WriteCommByte('o');
-  WriteCommByte（0x00）; WriteCommByte（0xC0）; //进入LCD
+  WriteCommByte(0x00);  WriteCommByte(0xC0);   // go on second half of LCD
-  WriteCommByte（'e'）的后半部分；
+  WriteCommByte('e');
-  WriteCommByte（'v'）;
+  WriteCommByte('v');
-  WriteCommByte（'e'）;
+  WriteCommByte('e');
-  WriteCommByte（'r'）;
+  WriteCommByte('r');
-  WriteCommByte（'y'）;
+  WriteCommByte('y');
-  WriteCommByte（'o'）;
+  WriteCommByte('o');
-  WriteCommByte（'n'）;
+  WriteCommByte('n');
-  WriteCommByte（'e'）;
+  WriteCommByte('e');
-  CloseComm（）;
+  CloseComm();
 }
+</code>
+\\
 新的HDL代码如下所示：
-LCD 模块模块（clk，RxD，LCD_RS，LCD_RW，LCD_E，LCD_DataBus）;
+<code verilog>
-输入 clk，RxD;
+module LCDmodule(clk, RxD, LCD_RS, LCD_RW, LCD_E, LCD_DataBus);
-输出 LCD_RS，LCD_RW，LCD_E;
+input clk, RxD;
-输出 [7：0] LCD_DataBus;
+output LCD_RS, LCD_RW, LCD_E;
+output [7:0] LCD_DataBus;
-连线 RxD_data_ready;
+wire RxD_data_ready;
-线 [7：0] RxD_data;
+wire [7:0] RxD_data;
-async_receiver deserialer（.clk（clk）、. RxD（RxD）、. RxD_data_ready（RxD_data_ready）、. RxD_data（RxD_data））;
+async_receiver deserialer(.clk(clk), .RxD(RxD), .RxD_data_ready(RxD_data_ready), .RxD_data(RxD_data));
-分配 LCD_RW = 0;
+assign LCD_RW = 0;
-分配 LCD_DataBus = RxD_data;
+assign LCD_DataBus = RxD_data;
-电线 Received_Escape = RxD_data_ready＆（RxD_data == 0）;
+wire Received_Escape = RxD_data_ready & (RxD_data==0);
-电线 Received_Data = RxD_data_ready＆（RxD_data！= 0）;
+wire Received_Data = RxD_data_ready & (RxD_data!=0);
-reg [2：0]计数；
+reg [2:0] count;
-总是 @（posege clk）如果（Received_Data |（count！= 0））count <= count + 1;
+always @(posedge clk) if(Received_Data | (count!=0)) count <= count + 1;
-//激活LCD_E为6个时钟，所以在25MHz的，这是6x40ns = 240ns
+// activate LCD_E for 6 clocks, so at 25MHz, that's 6x40ns=240ns
-REG LCD_E;
+reg LCD_E;
-总是 @（posedge CLK）
+always @(posedge clk)
-如果（LCD_E == 0）
+if(LCD_E==0)
   LCD_E <= Received_Data;
-否则
+else
-  LCD_E <=（count！= 6）;
+  LCD_E <= (count!=6);
 reg LCD_instruction;
-总是 @（posedge CLK）
+always @(posedge clk)
-如果（LCD_instruction == 0）
+if(LCD_instruction==0)
   LCD_instruction <= Received_Escape;
-否则
+else
-  LCD_instruction <=（count！= 7）;
+  LCD_instruction <= (count!=7);
-分配 LCD_RS =〜LCD_instruction;
+assign LCD_RS = ~LCD_instruction;
-终端模块
+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“ LCD_instruction”标志仅在时钟7之后被复位，以提供25ns的空间。
+</code>
+\\
+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“ LCD_instruction”标志仅在时钟7之后被复位，以提供25ns的空间。\\
+{{ ::lcdmodule_waveform2.gif |}}
+\\
+\\
+**That's all folks!轮到您尝试了。**
-那就是所有人！轮到您尝试了。