文本LCD模块的控制FPGA

发布时间:2023-12-22  

文本便宜且易于使用微控制器或进行接口。

本文引用地址:

这是一个1行x 16个字符的模块:

要控制,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。

module LCDmodule(clk, RxD, LCD_RS, LCD_RW, LCD_E, LCD_DataBus);
input clk, RxD;
output LCD_RS, LCD_RW, LCD_E;
output [7:0] LCD_DataBus; 
wire RxD_data_ready;
wire [7:0] RxD_data;
async_receiver deserializer(.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。

assign LCD_RS = RxD_data[7];
assign LCD_DataBus = {1'b0, RxD_data[6:0]};   
// sends only 7 bits to the module, padded with a '0' in front to make 8 bits 
assign LCD_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 @(posedge clk) 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。

reg LCD_E;
always @(posedge clk) 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。

void main(){
  OpenComm();   // initialize the LCD module
  WriteCommByte(0x38);   // "Function Set" in 8 bits mode
  WriteCommByte(0x0F);   // "Display ON" with cursors ON
  WriteCommByte(0x01);   // "Clear Display", can take up to 1.64ms, so the delay
  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:

void main(){
  OpenComm();   // initialize the LCD module
  WriteCommByte(0x00);  WriteCommByte(0x38);   // "Function Set" in 8 bits mode
  WriteCommByte(0x00);  WriteCommByte(0x0F);   // "Display ON" with cursors ON
  WriteCommByte(0x00);  WriteCommByte(0x01);   // "Clear Display", can take up to 1.64ms, so the delay
  Sleep(2); 
  WriteCommByte('h');
  WriteCommByte('e');
  WriteCommByte('l');
  WriteCommByte('l');
  WriteCommByte('o'); 
  WriteCommByte(0x00);  WriteCommByte(0xC0);   // go on second half of LCD
  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:

module LCDmodule(clk, RxD, LCD_RS, LCD_RW, LCD_E, LCD_DataBus);
input clk, RxD;output LCD_RS, LCD_RW, LCD_E;
output [7:0] LCD_DataBus; 
wire RxD_data_ready;
wire [7:0] RxD_data;
async_receiver deserialer(.clk(clk), .RxD(RxD), .RxD_data_ready(RxD_data_ready), .RxD_data(RxD_data)); 
assign LCD_RW = 0;assign LCD_DataBus = RxD_data; 
wire Received_Escape = RxD_data_ready & (RxD_data==0);
wire Received_Data = RxD_data_ready & (RxD_data!=0); reg [2:0] count;
always @(posedge clk) if(Received_Data | (count!=0)) count <= count + 1; 
// activate LCD_E for 6 clocks, so at 25MHz, that's 6x40ns=240ns
reg LCD_E;
always @(posedge clk)if(LCD_E==0)
  LCD_E <= Received_Data;
  else
  LCD_E <= (count!=6); 
  reg LCD_instruction;
  always @(posedge clk)if(LCD_instruction==0)
  LCD_instruction <= Received_Escape;
  else
  LCD_instruction <= (count!=7); 
  assign LCD_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。

文章来源于:电子产品世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>