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
显示效果：这次把星星月亮换成一个小喇叭
