炼狱传奇-12864液晶之战

梦翼师兄

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我们开发板上所使用的液晶为晶联讯生产的JLX12864G-13903型液晶显示器，可以显示128列*64行点阵单色图片，或显示8个/行*4行16*16点阵的汉字，或显示16个/行*8行8*8点阵的英文、数字、符号。

该液晶的通信方式可以通过不同的硬件设置，配置成串行和并行两种不同的通信方式。在这里，为了节约IO资源，我们将其配置成串行通信方式，具体电路如下：

由电路图可以看出，我们需要关心的其实也就只有五条线，那么接下来就让我们梳理一下这几条信号线的具体意义。

1.12864_cs：片选信号，低电平有效

2.12864_res：低电平复位信号，复位完成后，回到高电平，液晶开始工作

3.12864_rs：寄存器选择信号，H:数据寄存器L:指令寄存器

4.12864_sck：串行时钟

5.12864_sda：串行数据

信号定义明白了，可是时序呢？它又是咋样的呢？让我们一睹官方资料的时序图如下：

注：此处的A0即为我们的12864_rs信号，只是表示方式不同而已。

由时序图可以得出，只要我们的代码逻辑能符合上述时序要求，就可以顺利地发送数据，可是点亮这个屏，需要哪些步骤呢？官方的资料提供了一些例程，可惜这些例程都是C语言版本的，接下来，就让我们这些“门外汉”慢慢品读吧。

C程序如下：

对于我们学硬件的人来说，这样的C代码或许有些许挑战，但是不要紧，接下来就让我们细细分析它的main函数，定能找到关键线索。Main函数如下:

由此可以看出，main函数开始执行的时候，首先要经过一个叫做initial_lcd的函数，然后进入循环主体，每隔一段时间打印一幅图像。那么接下来，就让我们细细品读这个initial_lcd函数的构成。代码如下：

此可以看出，所谓LCD初始化就是首先拉低硬件复位信号12864_res一段时间再放开，等待复位结束以后，开始执行一条条指令：

1. 软件复位

2. 升压步骤一

3. 升压步骤二

4. 升压步骤三

5. 粗调对比度，可设置范围0x20～0x27

6. 微调对比度

7. 微调对比度的值，可设置范围0x00～0x3f

8. 1/9偏压比（bias）

9. 行扫描顺序：从上到下

10.列扫描顺序：从左到右

11.起始行位置：从第一行开始

12.开显示

现在的问题就成了指令是如何被执行的呢？接下来再让我们解析transfer_command这个函数。代码如下：

仔细分析代码，不难发现这个函数的作用就是拉低片选信号，并拉低12864_rs信号（选择指令寄存器），然后通过移位操作，将参数data1发送到12864_sda串行数据总线。

总结：分析上文可知，我们如果要用FPGA实现对12864的控制，首先需要做的就是先硬件复位12864一段时间，然后按照C例程的顺序，发送上述指令集，等12864初始化完毕就可以开始发送图像数据。

接下来，我们开始分析如何发送有效数据，例程代码如下：

这里面涉及到了另外一个函数—transfer_data，那么就让我们继续一探究竟，其代码如下：

可以看出，函数transfer_data也只是通过并串转换将数据发送到串行数据总线，在发送数据的过程中必须将12864_rs置位高电平（选择数据寄存器），返回到前一级函数disp_grap，可以看出在发送数据之前，还必须首先发送三组指令：

transfer_command(0xb0+i);  //set page address,

transfer_command(0x10);

transfer_command(0x00);

梳理上文提到的脉络，可以总结如下：

如果想要点亮液晶，必须先发送一系列的指令集，对LCD进行初始化。初始化完毕以后，可以开始发送数据，但每发一组数据一前还必须先发送三组指令，设置页面显示地址。

现在，我们设计FPGA模块如下：

1.时钟分频模块

我们发送数据的时序要求需要满足一些特定的参数，将频率降低到一定值，就可以满足这些时序参数。具体参数值请查阅官方手册。

2.指令控制模块

如前文所述，想要点亮LCD，首先需要进行LCD初始化，发送特定的指令集，等初始化结束以后，再开始发送具体的显示数据，这些过程都需要紧密配合，所以我们把这部分的控制作为一个单独的模块来实现。

端口说明：

（1）.cnt_shift:数据发送模块的移位计数器，用来控制LCD_control模块的状态跳转

（2）.shift_en:控制数据发送模块开始进行并串转换，将数据发出

（3）.data[7:0]:待发送的指令或数据

3．数据发送模块

端口在上面已经介绍过，在这里就不多做介绍了，让我们直奔主题，代码献上。

LCD_control模块代码如下：

Send_data模块代码如下：

   顶层模块代码如下：

至此，我们的系统搭建完成，进行全编译，查看RTL视图如下：

现编写测试代码如下：

查看仿真波形：

查看上述仿真波形可知，各条指令按照顺序通过send_data模块被有序输出。

开发板显示效果如下：

NM20128

LZ仿真波形是用什么软件抓取的？逻辑分析仪还是示波器或者是。。。？？？？？

5525

波形是Modelsim里面截得图，

自己跑modelsim 的话，要写激励文件， 和使用Modelsim跑

怎么写激励（Testbench） 和怎么用Modelsim跑，请看这里
https://bbs.eeworld.com.cn/thread-494227-1-1.html
https://bbs.eeworld.com.cn/thread-492156-1-1.html