【AC620 FPGA试用体验】驱动LCD1602

FPGA

今天抽空写了个驱动LCD1602的小程序。
众所周知，FPGA的优势在于并行处理，对于并行的任务FPGA是在擅长不过的了。由于 FPGA 的并行性，不管是扫描键盘，还是扫描 VGA，还是LED等，都可以把它们做成独立的模块，时间上没有冲突，每个模块可以同时执行。
有优势当然也就存在劣势。对于那列串行的顺序控制就是他的不足。办法总比问题多，我们可以用2种方法解决顺序控制的问题：
1.状态机设计
可以用Verilog编写状态机代码来实现顺序控制，所谓的状态机，就是通过控制状态的跳转，来实现顺序控制的。本文采用状态机的设计方法来实现控制LCD1602液晶屏。
2.FPGA 中运行 CPU
在FPGA内部可以运行软核处理器或者硬核，如Altera 系列FPGA的nios ii32位软核处理器，集成在FPGA内部的ARM处理器硬核等。我们可以在软核种用C语音实现顺序控制的代码。这样使用软核处理器或者硬核的FPGA就类似于单片机一样，可以用C语言轻松实现
言归正传，先上图看看效果：

LCD1602要正确显示要配置寄存器，这里就是状态机的用武之地了。
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//Set parameters parameter IDLE = 4'b0000; //initial state parameter CLEAR = 4'b0001; //clear parameter RETURN = 4'b0011; //return home parameter MODE = 4'b0010; //entry mode set parameter DISPLAY= 4'b0110; //display ON/OFF control parameter SHIFT= 4'b0111; //cursor or display shift parameter FUNCTION = 4'b0101; //function set parameter CGRAM = 4'b0100; //set CGRAM address parameter DDRAM = 4'b1100; //set DDRAM address parameter WRITE = 4'b1101; //write data to RAMparameter STOP = 4'b1111; //release control

采用格雷码编码的好处是状态转移时相邻状态只需跳转移位，这样可以降低功耗（在大规模数字IC设计中很明显），也可避免一些时序上的问题。
接下来就是状态机的主体了：
always@(posedge LCD_clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) begin state <= IDLE; LCD_DATA <= 8'bzzzz_zzzz; char_cnt <= 6'd0; end else begin case(state) //start IDLE:begin state <= CLEAR; LCD_DATA <= 8'bzzzz_zzzz; end //clear CLEAR:begin state <= RETURN; LCD_DATA <= 8`b00000001; //清屏 end //home RETURN:begin state <= MODE; LCD_DATA <= 8`b00000010; //光标返回 end //cursor move to the right //display don't move MODE:begin state <= DISPLAY; LCD_DATA <= 8'b0000_0110; //光标右移，显示不动 end //display on //cursor and blinking of cursor off DISPLAY:begin state <= SHIFT; LCD_DATA <= 8'b0000_1100; //开整体显示，有光标，不闪烁 end //cursor moving 光标或显示移位 //move to the right SHIFT:begin state <= FUNCTION; LCD_DATA <= 8'b0001_0100; //右移光标， end //功能设置命令 //Set interface data length(8-bit) //numbers of display line(2-line) //display font type(5*7 dots) FUNCTION:begin state <= DDRAM; LCD_DATA <= 8'b0011_1000; end //Set DDRAM address in address cnter DDRAM:begin state <= WRITE; if(char_cnt <=11) LCD_DATA <= 8'b1000_0000; //显示数据存储器地址80 else LCD_DATA <= 8'b1100_0000; //显示数据存储器地址80+40 end //Write data into internal RAM WRITE:begin if(char_cnt == 11)begin state <= DDRAM; end else begin state <= WRITE; end if(char_cnt == 27)begin state <= STOP; end LCD_DATA <= data_display; char_cnt <= char_cnt + 1'b1; end //Finish STOP: state <= STOP; //Other state default:state <= IDLE; endcase end end

通过状态机状态的转移进行寄存机的顺序配置，除了WEITE状态中对LCD_DATA赋值的显示的内容，其他状态中赋值的都是LCD1602的指令，该指令集可以通多度娘查到我就不贴出来的。显示的内容在一个数组中，通过chart_cnt来寻址显示内容。
下一阶段做一个动态显示，通过串口发送显示的内容。

在此感谢小梅哥的AC620，配套视频，讲解清晰，代码丰富，注释明了。想进入FPGA的世界，AC620是一个不错的选择。