電子發(fā)燒友網(wǎng)核心提示：簡(jiǎn)單介紹設(shè)計(jì)的LCD液晶IP核的思路，首先生成100us的時(shí)鐘，然后根據(jù)初始化順序，編寫(xiě)狀態(tài)機(jī)。最終設(shè)計(jì)效果是在1602液晶屏上可以靜態(tài)顯示16*2的任意字符串（可顯示英文或部分日文或自定義圖像），而這只需修改兩個(gè)參數(shù)即可輕松實(shí)現(xiàn)。1602為常見(jiàn)的液晶顯示設(shè)備，本實(shí)驗(yàn)所用的規(guī)格為16x2字符型驅(qū)動(dòng)，直觀圖如下所示。

　　上圖為已完成的LCD液晶驅(qū)動(dòng)顯示效果（可以顯示任意字符串），由兩行組成，可以顯示英文字符，部分日語(yǔ)，也可以顯示自定義的圖像，Spartan-3E所用的1602 （Sitronix ST7066U graphics controller）與FPGA的接口如下所示：

　　信號(hào)說(shuō)明：

　　其中SF_D為4位的數(shù)據(jù)接口位，LCD_E為液晶顯示或者不顯示控制位，LCD_RS為區(qū)分控制或數(shù)據(jù)信號(hào)標(biāo)志位，當(dāng)LCD_RS = ‘0’時(shí)，表示SF_D為控制信號(hào)；LCD_RS=’1’，此時(shí)SF_D為數(shù)據(jù)位，LCD_RW為讀寫(xiě)控制位，因?yàn)椴恍枰獜腖CD液晶屏中讀取數(shù)據(jù)所以可以簡(jiǎn)單的再?gòu)?fù)位操作時(shí)，將其清零即可。

　　可以看出，此1602的數(shù)據(jù)位為4位，故要寫(xiě)入8位命令時(shí)需要進(jìn)行兩次寫(xiě)入操作，寫(xiě)入數(shù)據(jù)的時(shí)序圖如下所示，

　　紅線所畫(huà)為兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)寫(xiě)入所需的最小時(shí)差（這個(gè)需要特別注意）

　　根據(jù)Spartan-3E的GUIDE，可以知道1602工作的基本流程主要分為上電初始化、寫(xiě)命令、設(shè)置讀寫(xiě)地址、傳遞數(shù)據(jù)三大過(guò)程，筆者統(tǒng)計(jì)了下這三大步驟中的等待時(shí)間最小值和最大值，其中最小值為40us，最大值為15ms，故筆者采取了將50MHZ的時(shí)鐘分頻為10KHZ，即時(shí)鐘周期為100us的方法來(lái)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。

　　在Spartan-3E的用戶(hù)手冊(cè)上詳細(xì)講解了如何對(duì)此液晶進(jìn)行操作，筆者做了簡(jiǎn)單的摘要：

　　一） 上電初始化（目的是建立寬度為4 bit的數(shù)據(jù)接口）

　　1） 等待15ms或者更長(zhǎng)時(shí)間

　　2） 寫(xiě)命令字0x3，保持LCD_E高電平12個(gè)周期（時(shí)鐘頻率為50MHZ時(shí)）

　　3） 等待4.1ms或者更長(zhǎng)時(shí)間

　　4） 寫(xiě)命令字0x3，保持LCD_E高電平12個(gè)周期

　　5） 等待100us或者更長(zhǎng)時(shí)間

　　6） 寫(xiě)命令字0x3，保持LCD_E高電平12個(gè)周期

　　7） 等待40us或者更長(zhǎng)時(shí)間

　　8） 寫(xiě)命令字0x2，保持LCD_E高電平12個(gè)周期

　　9） 等待40us或者更長(zhǎng)時(shí)間

　　二） 寫(xiě)命令

　　1） 發(fā)送功能設(shè)置命令（Function Set），0x28

　　2） 發(fā)送端口模式設(shè)置命令（Entry Mode Set），0x06，自動(dòng)增加地址指針

　　3） 發(fā)送Display ON/OFF命令，0x0C，打開(kāi)顯示開(kāi)關(guān)并禁止光標(biāo)閃爍

　　4） 發(fā)送Clear Display命令，等待1.64ms或者更長(zhǎng)時(shí)間

　　三） 設(shè)置讀寫(xiě)地址和傳遞數(shù)據(jù)

　　指定起始地址，并給出一個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)，這一步是顯示的關(guān)鍵，必須仔細(xì)設(shè)置控制位，筆者就是因?yàn)檫@個(gè)錯(cuò)誤，白白花費(fèi)了大半天的時(shí)間，具體方法是在寫(xiě)任何數(shù)據(jù)之前，發(fā)送Set DD RAM Address 命令，（寫(xiě)入7位的DD RAM地址，注意最高位為1）然后再寫(xiě)入數(shù)據(jù)。

　　簡(jiǎn)單介紹我所設(shè)計(jì)的LCD液晶IP核的思路，首先生成100us的時(shí)鐘，然后根據(jù)初始化順序，編寫(xiě)狀態(tài)機(jī)。最終設(shè)計(jì)效果是在1602液晶屏上可以靜態(tài)顯示16*2的任意字符串—而這只需修改兩個(gè)參數(shù)即可輕松實(shí)現(xiàn)。下面是部分代碼展示。下圖為代碼說(shuō)明。

　　圖 1 寫(xiě)16個(gè)字符的代碼實(shí)現(xiàn)

　　圖1所示為寫(xiě)16個(gè)字符的代碼實(shí)現(xiàn)，圖2所示為將普通的字符串轉(zhuǎn)換為1602可顯示的編碼值的模塊，圖3所示為生成clk_100us的代碼，

　　圖 2 將普通的字符串轉(zhuǎn)換為1602可顯示的編碼值的模塊

　　圖 3 生成clk_100us的代碼

　　最終效果圖是在屏幕上顯示兩行字符串：

　　
圖 最終效果圖是在屏幕上顯示兩行字符串