文本LCD模块的控制FPGA

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：

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。

moduleLCDmodule(clk,RxD,LCD_RS,LCD_RW,LCD_E,LCD_DataBus); inputclk,RxD; outputLCD_RS,LCD_RW,LCD_E; output[7:0]LCD_DataBus; wireRxD_data_ready; wire[7:0]RxD_data; async_receiverdeserializer(.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。

assignLCD_RS=RxD_data[7]; assignLCD_DataBus={1'b0,RxD_data[6:0]}; //sendsonly7bitstothemodule,paddedwitha'0'infronttomake8bits assignLCD_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@(posedgeclk)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。

regLCD_E; always@(posedgeclk)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。

voidmain(){ OpenComm();//initializetheLCDmodule WriteCommByte(0x38);//"FunctionSet"in8bitsmode WriteCommByte(0x0F);//"DisplayON"withcursorsON WriteCommByte(0x01);//"ClearDisplay",cantakeupto1.64ms,sothedelay 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：

• 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。

新的C代码是：

voidmain(){ OpenComm();//initializetheLCDmodule WriteCommByte(0x00);WriteCommByte(0x38);//"FunctionSet"in8bitsmode WriteCommByte(0x00);WriteCommByte(0x0F);//"DisplayON"withcursorsON WriteCommByte(0x00);WriteCommByte(0x01);//"ClearDisplay",cantakeupto1.64ms,sothedelay Sleep(2); WriteCommByte('h'); WriteCommByte('e'); WriteCommByte('l'); WriteCommByte('l'); WriteCommByte('o'); WriteCommByte(0x00);WriteCommByte(0xC0);//goonsecondhalfofLCD 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：

moduleLCDmodule(clk,RxD,LCD_RS,LCD_RW,LCD_E,LCD_DataBus); inputclk,RxD;outputLCD_RS,LCD_RW,LCD_E; output[7:0]LCD_DataBus; wireRxD_data_ready; wire[7:0]RxD_data; async_receiverdeserialer(.clk(clk),.RxD(RxD),.RxD_data_ready(RxD_data_ready),.RxD_data(RxD_data)); assignLCD_RW=0;assignLCD_DataBus=RxD_data; wireReceived_Escape=RxD_data_ready&(RxD_data==0); wireReceived_Data=RxD_data_ready&(RxD_data!=0);reg[2:0]count; always@(posedgeclk)if(Received_Data|(count!=0))count<=count+1; //activateLCD_Efor6clocks,soat25MHz,that's6x40ns=240ns regLCD_E; always@(posedgeclk)if(LCD_E==0) LCD_E<=Received_Data; else LCD_E<=(count!=6); regLCD_instruction; always@(posedgeclk)if(LCD_instruction==0) LCD_instruction<=Received_Escape; else LCD_instruction<=(count!=7); assignLCD_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。