LCD12864 液晶显示-汉字及自定义显示（串口）

在网上找了许久，发现FPGA用串口驱动LCD12864程序很少，基本上没有。刚开始窃喜，中间郁闷，最后还是高兴，为什么这样说呢！头一回在没有参考程序的情况下，完全是照时序图写（自信），中间调试过程遇到一点小插曲（郁闷），后来搞定（高兴），也算是对这段时间学习FPGA的一个能力检测吧。废话少说，赶紧步入正题。

首先来看一下串口模式的几个重要管脚：

1、lcd_cs（PIN4)，使能信号，高有效（有的资料上写着低有效，高低我都试过，确认是低有效），定义output。

2、lcd_sid(PIN5),数据传输线，相当于I2C的SBDA数据传输线，可定义双向，这里仅只有写，所以定义output。

3、lcd_scl(PIN6),数据传输的时钟，相当于I2C的SBCL时钟线,定义output，这里注意，很多资料上没说这频率多少合适，而有的资料上写的是高脉冲和低脉冲不能小于800ns或其他数据，一开始本以为这个时钟会比并口时钟会快一些，参考“verilog hdl的那些事儿”中，频率设置100KHZ，他的是ST7566P，我的是ST7920，同一个系列，频率应该会差不多吧，以上条件完全让我把频率设置在100KHZ，那么这个实验注定要失败，我就是栽倒在这，中间调试时，把频率往小降，往大增（就是没想到要那么慢的时钟），结果就是不行，要么出现乱码，要么不显示，后来干脆就把这频率设置成与并口一样的时钟，周期6MS（当然这个频率不是最佳值，到底多少只有自己去试试了），喔、喔,终于正确的显示了，高兴阿。

4、PSB(PIN15)，串口模式，可以直接接地，程序中是设置为低，定义output。

管脚都清楚了，那么接下来看时序图，是很重要的一步：在发送数据前，CS要为高，发送数据是先连续发送5个1，用来启动一个周期，此时传输计数被重置，并且串行传输被同步。紧接的两个位指定传输方向（RW，确定读还是写）和传输性质（RS，确定是命令寄存器还是数据寄存器），最后的第八位是一个“0”，一个启动字节发送完毕，那么紧接着发送数据或是指令。一个数据或指令要分为两个字节来处理，先发高4bit，紧接着连续发送4个0，在发送低4bit，又紧接着发送4个0，也就是说完整发送完一个数据或命令，lcd_scl得打24个节拍。由于本实验也是只写不读，所以得避开LCD的忙状态，所以每次发送完一个数据或是命令后，在打一个节拍（25个），本程序中一个节拍的时间（6MS）足够避开LCD的忙状态。这里也要注意，当把所有数据处理完之后，lcd_scl得关闭，也就是拉低，否则，屏会一直刷新，覆盖掉原有的内容，最终全屏成乱码。

 OK，时序搞定，那么可以利用状态机完成，代码实现

LCD12864_SPI.v

  1 module LCD12864_SPI(
  2                         //input
  3                         sys_clk,
  4                         rst_n,
  5                         
  6                         //output
  7                         lcd_cs,
  8                         lcd_sid,
  9                         lcd_scl,
 10                         lcd_psb
 11                     );
 12 input sys_clk;//50MHZ
 13 input rst_n;
 14 
 15 output lcd_cs;  //enable,H active
 16 output lcd_sid; //SPI data
 17 output lcd_scl; //SPI clk
 18 output lcd_psb;    ////H:parallel module   L:SPI module
 19 /***************************************************/
 20 assign lcd_psb = 1'b0;//串口模式
 21 /***************************************************/
 22 parameter   T3MS         = 18'd149_999;
 23 parameter   IDLE        = 4'd0,  //准备状态
 24             SEND_1      = 4'd1,     //连续发送5个1
 25             SNED_RW     = 4'd2,  //是写还是读
 26             SEND_RS     = 4'd3,  //是指令还是数据
 27             SEND_0      = 4'd4,  //发送一个0，代表启动字节结束
 28             SEND_DATA_H = 4'd5,  //发送数据的高4bit
 29             SEND_FOUR_0 = 4'd6,     //连续发送四个0
 30             SEND_DATA_L = 4'd7,     //发送数据的低4bit
 31             DELAY       = 4'd8,  //延时一个lcd_clk周期，避开LCD的忙状态
 32             STOP        = 4'd9;  //结束
 33 /***************************************************/
 34 ////产生周期为6MS的lcd_clk给LCD
 35 reg [17:0] cnt;
 36 reg lcd_clk;
 37 always @(posedge sys_clk or negedge rst_n)
 38 if(!rst_n) begin
 39     cnt <= 18'd0;
 40     lcd_clk <= 1'b0;
 41 end
 42 else if(cnt == T3MS)begin
 43     cnt <= 18'd0;
 44     lcd_clk <= ~lcd_clk;
 45 end
 46 else
 47     cnt <= cnt + 1'b1;
 48 /***************************************************/
 49 assign lcd_scl = en ? lcd_clk : 1'b0; //发送完之后，必须得停止，否则屏一直刷新，最后成全屏乱码
 50 /***************************************************/
 51 //在下降沿设置数据或命令
 52 reg lcd_sid;
 53 reg lcd_cs;
 54 reg [2:0] i;
 55 reg [2:0] j;
 56 reg [6:0] num;
 57 reg [3:0] state; 
 58 reg [7:0] dis_data;
 59 reg flag;  //用来标志一个dis_data数据发送完
 60 reg en;  //lcd_scl的使能信号
 61 always @(posedge lcd_clk or negedge rst_n)
 62 if(!rst_n) begin
 63     lcd_sid <= 1'bz;
 64     lcd_cs <= 1'b0;
 65     i <= 3'd0;
 66     j <= 3'd0;
 67     num <= 7'd0;
 68     state <= IDLE;
 69     flag <= 1'b0;
 70     en <= 1'b1;
 71 end
 72 else
 73     case(state)
 74     
 75     IDLE:
 76     begin
 77         lcd_cs <= 1'b1;
 78         state <= SEND_1;
 79     end
 80     
 81     SEND_1://发送5个1
 82     begin
 83         i <= i + 1'b1;
 84         lcd_sid <= 1'b1;
 85         if(i == 3'd4) begin
 86             i <= 3'd0;
 87             state <= SNED_RW;
 88         end
 89         else
 90             state <= SEND_1;
 91     end
 92         
 93     SNED_RW:
 94     begin 
 95         lcd_sid <= 1'b0;//写
 96         state <= SEND_RS;
 97     end
 98     
 99     SEND_RS:
100     begin
101         state <= SEND_0;
102         if((num <= 7'd5)  || (num == 7'd18)
103         || (num == 7'd25) || (num == 7'd34)
104         || (num == 7'd41) || (num == 7'd42)
105         || (num == 7'd75))
106             lcd_sid <= 1'b0;//命令
107         else
108             lcd_sid <= 1'b1;//数据
109     end
110     
111     SEND_0:
112     begin
113         lcd_sid <= 1'b0;//一个启动字节结束
114         state <= SEND_DATA_H;
115     end
116     
117     SEND_DATA_H: //进入发送高4bit
118     begin
119         j <= j + 1'b1;
120         lcd_sid <= dis_data[7-j];
121         if(j == 3'd3)
122             state <= SEND_FOUR_0;
123         else
124             state <= SEND_DATA_H;
125     end
126     
127     SEND_FOUR_0: //进入连续发送四个0
128     begin
129         i <= i + 1'b1;
130         lcd_sid <= 1'b0;
131         if(i == 3'd3) begin
132             i <= 3'd0;
133             if(flag) begin
134                 num <= num + 1'b1;
135                 flag <= 1'b0;
136                 state <= DELAY;
137             end
138             else
139                 state <= SEND_DATA_L;
140         end
141         else
142             state <= SEND_FOUR_0;
143     end
144     
145     SEND_DATA_L: //进入连续发送低4bit
146     begin
147         j <= j + 1'b1;
148         lcd_sid <= dis_data[7-j];
149         if(j == 3'd7) begin
150             j <= 3'd0;
151             flag <= 1'b1;  //标志一个字节发送完
152             state <= SEND_FOUR_0;
153         end
154         else
155             state <= SEND_DATA_L;
156     end
157 
158     DELAY:   //延时，避开LCD的忙状态
159     if(num <= 7'd77) 
160         state <= SEND_1;
161     else 
162         state <= STOP;
163         
164     STOP: 
165     begin
166         lcd_cs <= 1'b0;
167         en <= 1'b0;
168         state <= STOP;
169     end 
170 
171     endcase
172 /***************************************************/
173 always @(num)
174     case(num)
175         7'd0   :    dis_data = 8'h30;//功能设定
176         7'd1   :    dis_data = 8'h30;//功能设定
177         7'd2   :    dis_data = 8'h0c;//显示设定
178         7'd3   :    dis_data = 8'h01;//清屏
179         7'd4   :    dis_data = 8'h06;//进入设定点
180         7'd5   :    dis_data = 8'h81;//设置DDRAM地址
181         //欢迎访问博客
182         7'd6   :    dis_data = 8'hbb; 
183         7'd7   :    dis_data = 8'hb6; 
184         7'd8   :    dis_data = 8'hd3; 
185         7'd9   :    dis_data = 8'had; 
186         7'd10  :    dis_data = 8'hb7; 
187         7'd11  :    dis_data = 8'hc3; 
188         7'd12  :    dis_data = 8'hce; 
189         7'd13  :    dis_data = 8'hca; 
190         7'd14  :    dis_data = 8'hb2; 
191         7'd15  :    dis_data = 8'ha9; 
192         7'd16  :    dis_data = 8'hbf; 
193         7'd17  :    dis_data = 8'hcd; 
194         //2line 显示 文少清
195         7'd18  :    dis_data = 8'h92;//设置DDRAM地址
196         7'd19  :    dis_data = 8'hce; 
197         7'd20  :    dis_data = 8'hc4; 
198         7'd21  :    dis_data = 8'hc9; 
199         7'd22  :    dis_data = 8'hd9; 
200         7'd23  :    dis_data = 8'hC7; 
201         7'd24  :    dis_data = 8'he5; 
202         //3line 显示 LCD12864   
203         7'd25  :    dis_data = 8'h8a;//设置DDRAM命令
204         7'd26  :    dis_data =  "L";  
205         7'd27  :    dis_data =  "C";  
206         7'd28  :    dis_data =  "D";  
207         7'd29  :    dis_data =  "1";  
208         7'd30  :    dis_data =  "2";  
209         7'd31  :    dis_data =  "8";  
210         7'd32  :    dis_data =  "6";  
211         7'd33  :    dis_data =  "4";  
212         //4Line显示 谢谢！ 
213         7'd34  :    dis_data = 8'h9d;//设置DDRAM地址
214         7'd35  :    dis_data = 8'hd0; 
215         7'd36  :    dis_data = 8'hbb; 
216         7'd37  :    dis_data = 8'hd0; 
217         7'd38  :    dis_data = 8'hbb; 
218         7'd39  :    dis_data = 8'ha3; 
219         7'd40  :    dis_data = 8'ha1; 
220         //4Line显示喇叭
221         7'd41  :    dis_data = 8'h30;//功能设定
222         7'd42  :    dis_data = 8'h40;//设定CGRAM字符的位置
223         7'd43  :    dis_data = 8'h00; 
224         7'd44  :    dis_data = 8'h39; 
225         7'd45  :    dis_data = 8'h00; 
226         7'd46  :    dis_data = 8'h6a; 
227         7'd47  :    dis_data = 8'h00; 
228         7'd48  :    dis_data = 8'ha8; 
229         7'd49  :    dis_data = 8'h01; 
230         7'd50  :    dis_data = 8'h29; 
231         7'd51  :    dis_data = 8'h7e; 
232         7'd52  :    dis_data = 8'h2a; 
233         7'd53  :    dis_data = 8'hfc; 
234         7'd54  :    dis_data = 8'h28; 
235         7'd55  :    dis_data = 8'hfc; 
236         7'd56  :    dis_data = 8'h29;     
237         7'd57  :    dis_data = 8'hcc; 
238         7'd58  :    dis_data = 8'h2a; 
239         7'd59  :    dis_data = 8'hcc; 
240         7'd60  :    dis_data = 8'h28; 
241         7'd61  :    dis_data = 8'hfc; 
242         7'd62  :    dis_data = 8'h29; 
243         7'd63  :    dis_data = 8'hfc; 
244         7'd64  :    dis_data = 8'h2a; 
245         7'd65  :    dis_data = 8'h7e; 
246         7'd66  :    dis_data = 8'h28; 
247         7'd67  :    dis_data = 8'h01; 
248         7'd68  :    dis_data = 8'h29;         
249         7'd69  :    dis_data = 8'h00; 
250         7'd70  :    dis_data = 8'haa; 
251         7'd71  :    dis_data = 8'h00; 
252         7'd72  :    dis_data = 8'h68; 
253         7'd73  :    dis_data = 8'h00; 
254         7'd74  :    dis_data = 8'h38;         
255         7'd75  :    dis_data = 8'h99;//设置DDRAM地址
256         7'd76  :    dis_data = 8'h00;//设置自定义显示字符编码 高8bit 是数据不是命令
257         7'd77  :    dis_data = 8'h00;//设置自定义显示字符编码 低8bit 
258         default:    dis_data = 8'h00;
259     endcase 
260 
261 endmodule
View Code

显示效果：这次把星星月亮换成一个小喇叭

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原文地址：https://www.cnblogs.com/wen2376/p/3318071.html