基于basys2驱动LCDQC12864B的verilog设计图片显示

Posted 2020-09-04 陈立扬

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了基于basys2驱动LCDQC12864B的verilog设计图片显示相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

前言

在做这个实验的时候在网上找了许多资料，都是关于使用单片机驱动LCD显示，确实用单片机驱动是要简单不少，记得在FPGA学习交流群里问问题的时候，被前辈指教，说给我最好的指教便是别在玩这个了，多看看关于FPGA方面的书籍，比做这个单片机做的东西价值强多了。现在想来确实，自从学习FPGA以来，看过的书没有多少，只是想做个什么了，就在网上找找例程，照抄下来，把算法推理一遍，下个板子实现了，便以为自己会了懂了，要是自己在写一个便问题百出。那么菜鸟始终是菜鸟。自己根本没有掌握FPGA的设计思想和优势，用着FPGA做着单片机的东西，这种东西练练手就足够了，所以，做完这个实验LCD就到此为止了，我也要好好想想该如何进行下面的学习了。在这个上面我还是花费了不少时间，所以写一篇博文总结记录想，回头看的时候，以警醒自己。

摘要

做完这个实验我最大的感触是一定要会读数据手册。拿到元件（LCD12864），上面有16个的引脚，先要搞清楚每个引脚的功能，这时候就一定要会读数据手册。我个qc12864b的中文手册琢磨了很久才看懂了一些简单的操作指令，包括在手册上要提取出来，元件的驱动时序，扫描时钟，引脚定义，操作指令，功能描述等。

LCD显示原理

扫描时钟

　　从手册上可以读出，qc12864b（这是我所使用LCD12864的型号）的扫描时钟介于470—590khz之间，最适为530khz，为了方便分频，所以取500khz。

引脚说明

　　VSS 电源地，0v ——接开发板GND就行

　　VDD 电源正极（5v，3.3v）

　　VO 液晶显示偏压，调整对比度

　　RS RS=1时，当mpu进行读模块操作，指向地址寄存器

　　　　　　　　　　当mpu进行写模块操作，指向指令寄存器

　　RS=0时，无论进行读/写操作，都指向数据寄存器

　　R/W 高电平读操作，低电平写操作

　　E 使能信号，高电平读取信息，下降沿执行命令

　　DB0 数据总线第0位

　　DB1 数据总线第1位

　　DB2 数据总线第2位

　　DB3 数据总线第3位

　　DB4 数据总线第4位

　　DB5 数据总线第5位

　　DB6 数据总线第6位

　　DB7 数据总线第7位

　　PSB 串并控制端口,H为并行，L为串行,直接接5v

　　RST 液晶复位端口，低电平有效

　　A 背光正极输入，调整电压大小可以调整亮度

　　K 背光负极输入，一般直接接地

指令说明

具体指令说明，这里就不一一列出，可查阅qc12864b中文数据手册，我在阅读这一部分的时候耗费了很长时间，这些指令是驱动LCD显示文字与图片的核心，所以必须要掌握。

并口显示时序

Verilog实现方案

　　从时序图可以看出在使能信号的一个周期内可以完成写入数据操作，扫描时钟与使能信号周期相同即可。

状态转移图

　　状态机初始化位置 IDLE lcd_data = 8’hzz

　　功能设计 SETFUNCTION lcd_data = 8’h36//扩充指令绘图显示

　　显示设置 SWITCHMODE lcd_data = 8’h0c//显示状态

　　清屏 CLEAR lcd_data = 8’h01//清零指令

　　设置Y坐标 SETDDRAM_Y

　　设置X坐标 SETDDRAM_X

　　写入数据 WRITERAM

　　结束 STOP

绘图指令下的坐标图

代码如下

lcd_qc12864b

配置ROM

　　有分布式ROM/ROM和块ROM/RAM，这里配置的是块ROM/RAM。这两种方式具体我也不是了解很深，以后再深入学习。

该实验最让我头疼的是调用ROM，第一次接触IP核有许多地方都完全不懂。用LCD（带中文字库）显示文字的时候，可以直接输入文字的十六进制数值，设置显示地址坐标即可，12864显示原理点阵控制点的亮灭来实现，但是如果要显示图片的话一个个输入难免太过麻烦，这个时候调用ROM就方便许多。找一张或做一张像素为128x64的单色图片，使用取模软件，按c51的方式取模。取模出来的数据为十六进制，行8个，64个。

配置块RAM/ROM时，要加载的是.coe文件，所以需要将取模的十六进制数据保存到.coe文件中。最开始我一直在找如何能直接将图片取模出来的数据转化成.coe文件，试了很多方法都失败了，最后发现完全可以自己按文件格式编辑一个即可，最终文件保存格式如下。

　　将图片取模出来的每个数据前的ox去掉，这只是C语言中16进制的表示形式，文件第一行的MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=16;表示数据全都为16进制数，这里的16可以换成8、2、10都行。

打开ISE建立工程后，新建文件，选择IP（CORE Generator & Architecture Wizard），填写文件名，next

　　找到Memories & Storage Elements单击，选择RAMs & ROMs单击，选择Block Memory Generator 7.3，next，finish。

　　上面直接next，下面这里选Single Port ROM，next

　　这里要填写数据位宽和深度，位宽是你所需要输出的数据位宽，LCD有8个数据位，故这里定义位宽为8，深度即有多少个这样的数据，从取模出来的数据看，易得共有1024个数据位。我使用的basys2开发板使用的是Xilinx Spantan3E—100TQ144 FPGA包含73728位的块RAM/ROM。因此，使用的块RAM的最大容量为9216字节或4608个16位字。从这里来看，是完全够用的。

　　Next，加载.coe数据文件，勾选Load Init File 加载.coe文件，我这里是在桌面上保存着，直接找到选择就好。