【正点原子FPGA连载】第二十一章RTC实时时钟LCD显示实验-领航者ZYNQ之FPGA开发指南

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3）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boards/FPGA/zdyz_linhanz.html
4）对正点原子FPGA感兴趣的同学可以加群讨论：876744900
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PCF8563是一款多功能时钟/日历芯片。因其功耗低、控制简单、封装小而广泛应用于电表、水表、传真机、便携式仪器等产品中。本章我们将使用领航者Zynq开发板上的PCF8563器件实现实时时钟的显示。
本章包括以下几个部分：
2121.1PCF8563简介
21.2实验任务
21.3硬件设计
21.4程序设计
21.5下载验证
21.1PCF8563简介
PCF8563是PHILIPS公司推出的一款工业级多功能时钟/日历芯片，具有报警功能、定时器功能、时钟输出功能以及中断输出功能，能完成各种复杂的定时服务。其内部功能模块的框图如下图所示：

图 21.1.1 PCF8563功能框图

PCF8563有16个可寻址的8位寄存器，但不是所有位都有用到。前两个寄存器（内存地址00H、01H）用作控制寄存器和状态寄存器（CONTROL_STATUS）；内存地址02H~08H用作tiME计时器(秒~年计时器)；地址09H~0CH用于报警（ALARM）寄存器(定义报警条件)；地址0DH控制CLKOUT管脚的输出频率；地址0EH和0FH分别用于定时器控制寄存器和定时器寄存器。
秒、分钟、小时、日、月、年、分钟报警、小时报警、日报警寄存器中的数据编码格式为BCD，只有星期和星期报警寄存器中的数据不以BCD格式编码。BCD码（Binary-Coded Decimal‎）是一种二进制的数字编码形式，用四个二进制位来表示一位十进制数（0~9），能够使二进制和十进制之间的转换得以快捷的进行。
PCF8563通过I2C接口与Zynq进行通信。使用该器件时，Zynq先通过I2C接口向该器件相应的寄存器写入初始的时间数据（秒~年），然后通过I2C接口读取相应的寄存器的时间数据。有关I2C总线协议详细的介绍请大家参考“EEPROM读写实验”。
下面我们对本次实验用到的寄存器做简要的描述和说明，其他寄存器的描述和说明，请大家参考PCF8563的数据手册。
秒寄存器的的地址为02h，说明如下表所示：
表 21.1.1 秒寄存器描述（地址02h）


当电源电压低于PCF8563器件的最低供电电压时，VL为“1”，表明内部完整的时钟周期信号不能被保证，可能导致时钟/日历数据不准确。
BCD编码的秒数值如下表所示：
表 21.1.2 秒数值的BCD编码


秒寄存器的地址为03h，说明如下表所示：
表 21.1.3 分钟寄存器描述（地址03h）


小时寄存器的地址为04h，说明如下表所示：
表 21.1.4 小时寄存器描述（地址04h）


天寄存器的地址为05h，说明如下表所示：
表 21.1.5 天寄存器描述（地址05h）


当年计数器的值是闰年时，PCF8563自动给二月增加一个值，使其成为29天。
月/世纪寄存器的地址为07h，说明如下表所示：
表 21.1.6 月/世纪寄存器（地址07h）


表 21.1.7 月份表


年寄存器的地址为08h，说明如下表所示：
表 21.1.8 寄存器（地址08h）


21.2实验任务
本节的实验任务是通过领航者Zynq开发板上的PCF8563实时时钟芯片，在RGB LCD液晶屏上来显示时间。
21.3硬件设计
领航者开发板上PCF8563接口部分的原理图如下图所示。

图 21.3.1 PCF8563接口原理图

PCF8563作为I2C接口的从器件与EEPROM等模块统一挂接在领航者开发板上的IIC总线上。 OSCI、OSCO与外部32.768KHz的晶振相连，为芯片提供驱动时钟；SCL和SDA分别是I2C总线的串行时钟接口和串行数据接口。
由于本实验中的管脚较多，这里仅给出XDC约束语句，XDC约束语句如下

• set_property -dict {PACKAGE_PIN U18 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports sys_clk]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN J15 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports sys_rst_n]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN M17 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports iic_scl]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN M18 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports iic_sda]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN Y18 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[0]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN Y19 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[1]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN W20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[2]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN V20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[3]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN U14 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[4]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN U15 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[5]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN T20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[6]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN U20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[7]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN W14 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[8]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN Y14 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[9]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN N15 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[10]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN N16 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[11]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN V16 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[12]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN W16 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[13]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN W18 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[14]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN W19 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[15]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN T10 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[16]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN T11 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[17]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN P14 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[18]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN R14 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[19]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN V13 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[20]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN U13 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[21]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN G15 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[22]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN H15 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb[23]}]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN U17 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports lcd_hs]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN P20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports lcd_vs]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN N20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports lcd_de]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN Y16 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports lcd_bl]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN T16 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports lcd_clk]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN U17 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports lcd_hs]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN P20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports lcd_vs]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN N20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports lcd_de]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN Y16 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports lcd_bl]
• set_property -dict {PACKAGE_PIN T16 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports lcd_clk]
  21.4程序设计
  根据实验任务，我们可以大致规划出系统的控制流程：ZYNQ首先通过I2C总线向PCF8563写入初始时间值，然后不断地读取时间数据，并将读到的时间数据显示到LCD上。由此画出系统的功能框图如下所示：
  

图 21.4.1 PCF8563T实时时钟LCD显示系统框图

由系统框图可知，顶层模块（rtc_lcd）例化了以下三个模块，分别是IIC驱动模块（iic_dri）、PCF8563控制模块（pcf8563_ctrl）和LCD字符显示模块（lcd_disp_char）。其中LCD字符显示模块例化了读取ID模块（rd_id）、时钟分频模块（clk_div）、LCD显示模块（lcd_display）以及LCD驱动模块（lcd_driver）。
各模块端口及信号连接如图 21.4.2所示：

图 21.4.2 顶层模块原理图

PCF8563实时时钟控制模块（pcf8563_ctrl）通过与IIC驱动模块（iic_dri）进行通信来实现对PCF8563实时时钟数据的读取；PCF8563实时时钟控制模块（pcf8563_ctrl）再将从IIC读取的时间数据送给LCD字符显示模块（lcd_disp_char），以进行显示。
顶层模块的代码如下：

• 1 module rtc_lcd(
• 2 input sys_clk, //系统时钟
• 3 input sys_rst_n, //系统复位
• 4
• 5 //RGB LCD接口
• 6 output lcd_de, //LCD 数据使能信号
• 7 output lcd_hs, //LCD 行同步信号
• 8 output lcd_vs, //LCD 场同步信号
• 9 output lcd_bl, //LCD 背光控制信号
• 10 output lcd_clk, //LCD 像素时钟
• 11 inout [23:0] lcd_rgb, //LCD RGB888颜色数据
• 12
• 13 //RTC实时时钟
• 14 output iic_scl, //RTC的时钟线scl
• 15 inout iic_sda //RTC的数据线sda
• 16 );
• 17
• 18 //parameter define
• 19 parameter SLAVE_ADDR = 7'b101_0001 ; //器件地址(SLAVE_ADDR)
• 20 parameter BIT_CTRL = 1'b0 ; //字地址位控制参数(16b/8b)
• 21 parameter CLK_FREQ = 26'd50_000_000; //i2c_dri模块的驱动时钟频率(CLK_FREQ)
• 22 parameter I2C_FREQ = 18'd250_000 ; //I2C的SCL时钟频率
• 23 parameter TIME_INIT = 48'h19_01_01_09_30_00;//初始时间
• 24
• 25 //wire define
• 26 wire dri_clk ; //I2C操作时钟
• 27 wire i2c_exec ; //I2C触发控制
• 28 wire [15:0] i2c_addr ; //I2C操作地址
• 29 wire [ 7:0] i2c_data_w; //I2C写入的数据
• 30 wire i2c_done ; //I2C操作结束标志
• 31 wire i2c_ack ; //I2C应答标志 0:应答 1:未应答
• 32 wire i2c_rh_wl ; //I2C读写控制
• 33 wire [ 7:0] i2c_data_r; //I2C读出的数据
• 34
• 35 wire [7:0] sec ; //秒
• 36 wire [7:0] min ; //分
• 37 wire [7:0] hour ; //时
• 38 wire [7:0] day ; //日
• 39 wire [7:0] mon ; //月
• 40 wire [7:0] year ; //年
• 41
• 42 //*****************************************************
• 43 //** main code
• 44 //*****************************************************
• 45
• 46 //i2c驱动模块
• 47 i2c_dri #(
• 48 .SLAVE_ADDR (SLAVE_ADDR), //EEPROM从机地址
• 49 .CLK_FREQ (CLK_FREQ ), //模块输入的时钟频率
• 50 .I2C_FREQ (I2C_FREQ ) //IIC_SCL的时钟频率
• 51 ) u_i2c_dri(
• 52 .clk (sys_clk ),
• 53 .rst_n (sys_rst_n ),
• 54 //i2c interface
• 55 .i2c_exec (i2c_exec ),
• 56 .bit_ctrl (BIT_CTRL ),
• 57 .i2c_rh_wl (i2c_rh_wl ),
• 58 .i2c_addr (i2c_addr ),
• 59 .i2c_data_w (i2c_data_w),
• 60 .i2c_data_r (i2c_data_r),
• 61 .i2c_done (i2c_done ),
• 62 .i2c_ack (i2c_ack ),
• 63 .scl (iic_scl ),
• 64 .sda (iic_sda ),
• 65 //user interface
• 66 .dri_clk (dri_clk )
• 67 );
• 68
• 69 //PCF8563控制模块
• 70 pcf8563_ctrl #(
• 71 .TIME_INIT (TIME_INIT)
• 72 )u_pcf8563_ctrl(
• 73 .clk (dri_clk ),
• 74 .rst_n (sys_rst_n ),
• 75 //IIC
• 76 .i2c_rh_wl (i2c_rh_wl ),
• 77 .i2c_exec (i2c_exec ),
• 78 .i2c_addr (i2c_addr ),
• 79 .i2c_data_w (i2c_data_w),
• 80 .i2c_data_r (i2c_data_r),
• 81 .i2c_done (i2c_done ),
• 82 //时间和日期
• 83 .sec (sec ),
• 84 .min (min ),
• 85 .hour (hour ),
• 86 .day (day ),
• 87 .mon (mon ),
• 88 .year (year )
• 89 );
• 90
• 91 //LCD字符显示模块
• 92 lcd_disp_char u_lcd_disp_char(
• 93 .sys_clk (sys_clk ),
• 94 .sys_rst_n (sys_rst_n ),
• 95 //时间和日期
• 96 .sec (sec ),
• 97 .min (min ),
• 98 .hour (hour ),
• 99 .day (day ),
• 100 .mon (mon ),
• 101 .year (year ),
• 102 //RGB LCD接口
• 103 .lcd_de (lcd_de ),
• 104 .lcd_hs (lcd_hs ),
• 105 .lcd_vs (lcd_vs ),
• 106 .lcd_bl (lcd_bl ),
• 107 .lcd_clk (lcd_clk ),
• 108 .lcd_rgb (lcd_rgb )
• 109 );
• 110
• 111 endmodule
  代码中第18至23行定义了一些参数，其中TIME_INIT表示RTC实时时钟的初始日期和时间，可以通过修改此参数值使PCF8563从不同的时间开始计时，例如从2019年1月1号09：30：00开始计时，需要将该参数值设置为48’h190101093000。
  顶层模块中主要完成对其余模块的例化。其中I2C驱动模块（iic_dri）的代码与“EEPROM读写实验”章节中的IIC驱动模块完全相同，只是在例化时对字地址位控制（BIT_CTRL）和IIC器件地址（SLAVE_ADDR）两个参数作了修改，有关IIC驱动模块的详细介绍请大家参考“EEPROM读写实验”。
  PCF8563实时时钟控制模块的代码如下所示：
  

• 1 module pcf8563_ctrl #(
• 2 // 初始时间设置，从高到低为年到秒，各占8bit
• 3 parameter TIME_INIT = 48'h19_10_26_09_30_00)(
• 4 input clk , //时钟信号
• 5 input rst_n , //复位信号
• 6
• 7 //i2c interface
• 8 output reg i2c_rh_wl , //I2C读写控制信号
• 9 output reg i2c_exec , //I2C触发执行信号
• 10 output reg [15:0] i2c_addr , //I2C器件内地址
• 11 output reg [7:0] i2c_data_w, //I2C要写的数据
• 12 input [7:0] i2c_data_r, //I2C读出的数据
• 13 input i2c_done , //I2C一次操作完成
• 14
• 15 //PCF8563T的秒、分、时、日、月、年数据
• 16 output reg [7:0] sec, //秒
• 17 output reg [7:0] min, //分
• 18 output reg [7:0] hour, //时
• 19 output reg [7:0] day, //日
• 20 output reg [7:0] mon, //月
• 21 output reg [7:0] year //年
• 22 );
• 23
• 24 //reg define
• 25 reg [3:0] flow_cnt ; // 状态流控制
• 26 reg [12:0] wait_cnt ; // 计数等待
• 27
• 28 //*****************************************************
• 29 //** main code
• 30 //*****************************************************
• 31
• 32 //先向PCF8563中写入初始化日期和时间，再从中读出日期和时间
• 33 always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
• 34 if(!rst_n) begin
• 35 sec <= 8'h0;
• 36 min <= 8'h0;
• 37 hour <= 8'h0;
• 38 day <= 8'h0;
• 39 mon <= 8'h0;
• 40 year <= 8'h0;
• 41 i2c_exec <= 1'b0;
• 42 i2c_rh_wl <= 1'b0;
• 43 i2c_addr <= 8'd0;
• 44 i2c_data_w <= 8'd0;
• 45 flow_cnt <= 4'd0;
• 46 wait_cnt <= 13'd0;
• 47 end
• 48 else begin
• 49 i2c_exec <= 1'b0;
• 50 case(flow_cnt)
• 51 //上电初始化
• 52 4'd0: begin
• 53 if(wait_cnt == 13'd8000) begin
• 54 wait_cnt<= 12'd0;
• 55 flow_cnt<= flow_cnt + 1'b1;
• 56 end
• 57 else
• 58 wait_cnt<= wait_cnt + 1'b1;
• 59 end
• 60 //写读秒
• 61 4'd1: begin
• 62 i2c_exec <= 1'b1;
• 63 i2c_addr <= 8'h02;
• 64 flow_cnt <= flow_cnt + 1'b1;
• 65 i2c_data_w<= TIME_INIT[7:0];
• 66 end
• 67 4'd2: begin
• 68 if(i2c_done == 1'b1) begin
• 69 sec <= i2c_data_r[6:0];
• 70 flow_cnt<= flow_cnt + 1'b1;
• 71 end
• 72 end
• 73 //写读分
• 74 4'd3: begin
• 75 i2c_exec <= 1'b1;
• 76 i2c_addr <= 8'h03;
• 77 flow_cnt <= flow_cnt + 1'b1;
• 78 i2c_data_w<= TIME_INIT[15:8];
• 79 end
• 80 4'd4: begin
• 81 if(i2c_done == 1'b1) begin
• 82 min <= i2c_data_r[6:0];
• 83 flow_cnt<= flow_cnt + 1'b1;
• 84 end
• 85 end
• 86 //写读时
• 87 4'd5: begin
• 88 i2c_exec <= 1'b1;
• 89 i2c_addr <= 8'h04;
• 90 flow_cnt <= flow_cnt + 1'b1;
• 91 i2c_data_w<= TIME_INIT[23:16];
• 92 end
• 93 4'd6: begin
• 94 if(i2c_done == 1'b1) begin
• 95 hour <= i2c_data_r[5:0];
• 96 flow_cnt<= flow_cnt + 1'b1;
• 97 end
• 98 end
• 99 //写读天
• 100 4'd7: begin
• 101 i2c_exec <= 1'b1;
• 102 i2c_addr <= 8'h05;
• 103 flow_cnt <= flow_cnt + 1'b1;
• 104 i2c_data_w<= TIME_INIT[31:24];
• 105 end
• 106 4'd8: begin
• 107 if(i2c_done == 1'b1) begin
• 108 day <= i2c_data_r[5:0];
• 109 flow_cnt<= flow_cnt + 1'b1;
• 110 end
• 111 end
• 112 //写读月
• 113 4'd9: begin
• 114 i2c_exec <= 1'b1;
• 115 i2c_addr <= 8'h07;
• 116 flow_cnt <= flow_cnt + 1'b1;
• 117 i2c_data_w<= TIME_INIT[39:32];
• 118 end
• 119 4'd10: begin
• 120 if(i2c_done == 1'b1) begin
• 121 mon <= i2c_data_r[4:0];
• 122 flow_cnt<= flow_cnt + 1'b1;
• 123 end
• 124 end
• 125 //写读年
• 126 4'd11: begin
• 127 i2c_exec <= 1'b1;
• 128 i2c_addr <= 8'h08;
• 129 flow_cnt <= flow_cnt + 1'b1;
• 130 i2c_data_w<= TIME_INIT[47:40];
• 131 end
• 132 4'd12: begin
• 133 if(i2c_done == 1'b1) begin
• 134 year <= i2c_data_r;
• 135 i2c_rh_wl<= 1'b1;
• 136 flow_cnt <= 4'd1;
• 137 end
• 138 end
• 139 default: flow_cnt <= 4'd0;
• 140 endcase
• 141 end
• 142 end
• 143
• 144 endmodule
  

程序中定义了一个状态流控制计数器（flow_cnt），先将初始日期和时间（TIME_INIT）写入PCF8563中，然后会循环从PCF8563中读出秒、分、时、日、月和年。在写操作是i2c_rh_wl（I2C读写控制信号）为低电平，读操作时拉高i2c_rh_wl信号。
LCD字符显示模块（lcd_disp_char）的代码由“RGB TFT-LCD字符和图片显示”实验的代码修改而来，除lcd_disp_char顶层模块外，唯一不同的地方在LCD显示模块。
LCD显示模块的代码如下所示：

• 1 module lcd_display(
• 2 input lcd_pclk ,
• 3 input rst_n ,
• 4
• 5 //日历数据
• 6 input [7:0] sec, //秒
• 7 input [7:0] min, //分
• 8 input [7:0] hour, //时
• 9 input [7:0] day, //日
• 10 input [7:0] mon, //月
• 11 input [7:0] year, //年
• 12
• 13 //LCD数据接口
• 14 input [10:0] pixel_xpos, //像素点横坐标
• 15 input [10:0] pixel_ypos, //像素点纵坐标
• 16 output reg [23:0] pixel_data //像素点数据
• 17 );
• 18
• 19 //parameter define
• 20 localparam CHAR_POS_X_1 = 11'd1; //第1行字符区域起始点横坐标
• 21 localparam CHAR_POS_Y_1 = 11'd1; //第1行字符区域起始点纵坐标
• 22 localparam CHAR_POS_X_2 = 11'd17; //第2行字符区域起始点横坐标
• 23 localparam CHAR_POS_Y_2 = 11'd17; //第2行字符区域起始点纵坐标
• 24 localparam CHAR_WIDTH_1 = 11'd80; //第1行字符区域的宽度，第1行共10个字符(加空格)
• 25 localparam CHAR_WIDTH_2 = 11'd64; //第2行字符区域的宽度，第2行共8个字符(加空格)
• 26 localparam CHAR_HEIGHT = 11'd16; //单个字符的高度
• 27 localparam WHITE = 24'hffffff; //背景色,白色
• 28 localparam BLACK = 24'h000000; //字符颜色,黑色
• 29
• 30 //reg define
• 31 reg [127:0] char [9:0] ; //字符数组
• 32
• 33 //*****************************************************
• 34 //** main code
• 35 //*****************************************************
• 36
• 37 //字符数组初始值,用于存储字模数据(由取模软件生成,单个数字字体大小:16*16)
• 38 always @(posedge lcd_pclk ) begin
• 39 char[0] <= 128'h00000018244242424242424224180000 ; // "0"
• 40 char[1] <= 128'h000000107010101010101010107C0000 ; // "1"
• 41 char[2] <= 128'h0000003C4242420404081020427E0000 ; // "2"
• 42 char[3] <= 128'h0000003C424204180402024244380000 ; // "3"
• 43 char[4] <= 128'h000000040C14242444447E04041E0000 ; // "4"
• 44 char[5] <= 128'h0000007E404040586402024244380000 ; // "5"
• 45 char[6] <= 128'h0000001C244040586442424224180000 ; // "6"
• 46 char[7] <= 128'h0000007E444408081010101010100000 ; // "7"
• 47 char[8] <= 128'h0000003C4242422418244242423C0000 ; // "8"
• 48 char[9] <= 128'h0000001824424242261A020224380000 ; // "9"
• 49 end
• 50
• 51 //不同的区域绘制不同的像素数据
• 52 always @(posedge lcd_pclk or negedge rst_n ) begin
• 53 if (!rst_n) begin
• 54 pixel_data <= BLACK;
• 55 end
• 56
• 57 //在第一行显示年的千位 固定值"2"
• 58 else if( (pixel_xpos >= CHAR_POS_X_1)
• 59 && (pixel_xpos < CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*1)
• 60 && (pixel_ypos >= CHAR_POS_Y_1)
• 61 && (pixel_ypos < CHAR_POS_Y_1 + CHAR_HEIGHT) ) begin
• 62 if(char [2] [ (CHAR_HEIGHT+CHAR_POS_Y_1 - pixel_ypos)*8
• 63 - ((pixel_xpos-CHAR_POS_X_1)%8) -1 ] )
• 64 pixel_data <= BLACK; //显示字符为黑色
• 65 else
• 66 pixel_data <= WHITE; //显示字符区域背景为白色
• 67 end
• 68
• 69 //在第一行显示年的百位 固定值"0"
• 70 else if( (pixel_xpos >= CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*1)
• 71 && (pixel_xpos < CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*2)
• 72 && (pixel_ypos >= CHAR_POS_Y_1)
• 73 && (pixel_ypos < CHAR_POS_Y_1 + CHAR_HEIGHT) ) begin
• 74 if(char [0] [ (CHAR_HEIGHT+CHAR_POS_Y_1 - pixel_ypos)*8
• 75 - ((pixel_xpos-CHAR_POS_X_1)%8) -1 ] )
• 76 pixel_data <= BLACK;
• 77 else
• 78 pixel_data <= WHITE;
• 79 end
• 80
• 81 //在第一行显示年的十位
• 82 else if( (pixel_xpos >= CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*2)
• 83 && (pixel_xpos < CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*3)
• 84 && (pixel_ypos >= CHAR_POS_Y_1)
• 85 && (pixel_ypos < CHAR_POS_Y_1 + CHAR_HEIGHT) ) begin
• 86 if(char [year[7:4]] [ (CHAR_HEIGHT+CHAR_POS_Y_1 - pixel_ypos)*8
• 87 - ((pixel_xpos-CHAR_POS_X_1)%8) -1 ] )
• 88 pixel_data <= BLACK;
• 89 else
• 90 pixel_data <= WHITE;
• 91 end
• 92
• 93 //在第一行显示年的个位
• 94 else if( (pixel_xpos >= CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*3)
• 95 && (pixel_xpos < CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*4)
• 96 && (pixel_ypos >= CHAR_POS_Y_1)
• 97 && (pixel_ypos < CHAR_POS_Y_1 + CHAR_HEIGHT) ) begin
• 98 if(char [year[3:0]] [ (CHAR_HEIGHT+CHAR_POS_Y_1 - pixel_ypos)*8
• 99 - ((pixel_xpos-CHAR_POS_X_1)%8) -1 ] )
• 100 pixel_data <= BLACK;
• 101 else
• 102 pixel_data <= WHITE;
• 103 end
• 104
• 105 //在第一行显示空格
• 106 else if( (pixel_xpos >= CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*4)
• 107 && (pixel_xpos < CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*5)
• 108 && (pixel_ypos >= CHAR_POS_Y_1)
• 109 && (pixel_ypos < CHAR_POS_Y_1 + CHAR_HEIGHT) ) begin
• 110 pixel_data <= WHITE;
• 111 end
• 112
• 113 //在第一行显示月的十位
• 114 else if( (pixel_xpos >= CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*5)
• 115 && (pixel_xpos < CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*6)
• 116 && (pixel_ypos >= CHAR_POS_Y_1)
• 117 && (pixel_ypos < CHAR_POS_Y_1 + CHAR_HEIGHT)) begin
• 118 if(char [mon[7:4]] [ (CHAR_HEIGHT+CHAR_POS_Y_1 - pixel_ypos)*8
• 119 - ((pixel_xpos-CHAR_POS_X_1)%8) -1 ] )
• 120 pixel_data <= BLACK;
• 121 else
• 122 pixel_data <= WHITE;
• 123 end
• 124
• 125 //在第一行显示月的个位
• 126 else if( (pixel_xpos >= CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*6)
• 127 && (pixel_xpos < CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*7)
• 128 && (pixel_ypos >= CHAR_POS_Y_1)
• 129 && (pixel_ypos < CHAR_POS_Y_1 + CHAR_HEIGHT) ) begin
• 130 if(char [mon[3:0]] [ (CHAR_HEIGHT+CHAR_POS_Y_1 - pixel_ypos)*8
• 131 - ((pixel_xpos-CHAR_POS_X_1)%8) -1 ] )
• 132 pixel_data <= BLACK;
• 133 else
• 134 pixel_data <= WHITE;
• 135 end
• 136
• 137 //在第一行显示空格
• 138 else if( (pixel_xpos >= CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*7)
• 139 && (pixel_xpos < CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*8)
• 140 && (pixel_ypos >= CHAR_POS_Y_1)
• 141 && (pixel_ypos < CHAR_POS_Y_1 + CHAR_HEIGHT) ) begin
• 142 pixel_data <= WHITE;
• 143 end
• 144
• 145 //在第一行显示日的十位
• 146 else if( (pixel_xpos >= CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*8)
• 147 && (pixel_xpos < CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*9)
• 148 && (pixel_ypos >= CHAR_POS_Y_1)
• 149 && (pixel_ypos < CHAR_POS_Y_1 + CHAR_HEIGHT) ) begin
• 150 if(char [day[7:4]] [ (CHAR_HEIGHT+CHAR_POS_Y_1 - pixel_ypos)*8
• 151 - ((pixel_xpos-CHAR_POS_X_1)%8) -1 ] )
• 152 pixel_data <= BLACK;
• 153 else
• 154 pixel_data <= WHITE;
• 155 end
• 156
• 157 //在第一行显示日的个位
• 158 else if( (pixel_xpos >= CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1/10*9)
• 159 && (pixel_xpos < CHAR_POS_X_1 + CHAR_WIDTH_1)
• 160 && (pixel_ypos >= CHAR_POS_Y_1)
• 161 && (pixel_ypos < CHAR_POS_Y_1 + CHAR_HEIGHT) ) begin
• 162 if(char [day[3:0]] [ (CHAR_HEIGHT+CHAR_POS_Y_1 - pixel_ypos)*8
• 163 - ((pixel_xpos-CHAR_POS_X_1)%8) -1 ] )
• 164 pixel_data <= BLACK;
• 165 else
• 166 pixel_data <= WHITE;
• 167 end
• 168
• 169 //在第二行显示时的十位
• 170 else if( (pixel_xpos >= CHAR_POS_X_2)
• 171 && (pixel_xpos < CHAR_POS_X_2 + CHAR_WIDTH_2/8*1)
• 172 && (pixel_ypos >= CHAR_POS_Y_2)
• 173 && (pixel_ypos < CHAR_POS_Y_2 + CHAR_HEIGHT) ) begin
• 174 if(char [hour[7:4]] [ (CHAR_HEIGHT+CHAR_POS_Y_2 - pixel_ypos)*8
• 175 - ((pixel_xpos-CHAR_POS_X_2)%8) -1 ] )
• 176 pixel_data <= BLACK;
• 177 else
• 178 pixel_data <= WHITE;
• 179 end
• 180
• 181 //在第二行显示时的个位
• 182 else if( (pixel_xpos >= CHAR_POS_X_2 + CHAR_WIDTH_2/8*1)
• 183 && (pixel_xpos < CHAR_POS_X_2 + CHAR_WIDTH_2/8*2)
• 184 && (pixel_ypos >= CHAR_POS_Y_2)
• 185 && (pixel_ypos < CHAR_POS_Y_2 + CHAR_HEIGHT) ) begin
• 186 if(char [hour[3:0]] [ (CHAR_HEIGHT+CHAR_POS_Y_2 - pixel_ypos)*8
• 187 - ((pixel_xpos-CHAR_POS_X_2)%8) -1 ] )
• 188 pixel_data <= BLACK;
• 189 else
• 190 pixel_data <= WHITE;
• 191 end
• 192
• 193 //在第二行显示空格
• 194 else if( (pixel_xpos >= CHAR_POS_X_2 + CHAR_WIDTH_2/8*2)
• 195 && (pixel_xpos < CHAR_POS_X_2 + CHAR_WIDTH_2/8*3)
• 196 && (pixel_ypos >= CHAR_POS_Y_2)
• 197 && (pixel_ypos < CHAR_POS_Y_2 + CHAR_HEIGHT) ) begin
• 198 pixel_data <= WHITE;
• 199 end
  

程序中第19至28行代码定义了一些参数，前7个参数定义字符显示的区域，后两个参数定义了字符的颜色和背景色，字符颜色为黑色，背景色为白色。
程序中第37至49行代码初始化字符数组的值，即数字“0”~“9”的字模数据，由取模软件生成，先将软件设置成字符模式，取模软件的设置如下：

图 21.4.3 字符软件设置

这里将点阵设置为16，即一个数字的字符用一行来表示。
生成字模的界面如下：

图 21.4.4 生成字模的软件设置

程序中第51行至260行代码根据输入的日期、时间和字符区域的坐标显示在LCD上，字符颜色为黑色，背景色为白色。
21.5下载验证
首先将FPC排线一端与RGB LCD模块上的J1接口连接，另一端与领航者开发板上的RGB TFTLCD接口连接。然后将下载器一端连电脑，另一端与开发板上的JTAG端口连接，最后连接电源线并打开电源开关。
接下来我们下载程序，验证RGB LCD字符和图片显示的功能。下载完成后观察RGB LCD液晶屏上显示出日期和时间，并且时间在不断的计时，如下图所示，说明RGB TFT-LCD字符和图片显示程序下载验证成功。

图 21.5.1 实验结果