基于M9K块配置ROM的LCD12864图片显示实验

先上传三张图片在说

                           

由于串口传输速度较慢，故此实验是在“LCD12864 液晶显示-汉字及自定义显示（并口）”基础上进一步修改而来。在写代码之前还是得先搞清楚每一步的动作，具体步骤如下：

一、先找到一张128*64大小的图片，自己也可以通过系统自带的“画图”工具进行调整，最终保存为"单色图.bmp"格式。最好找一张比较简单的图片。

二、图片通过“字模.EXE”软件提取出数据，总不能像之前那样把一个个数据赋值给dis_data，那工作量太大了，说不定中间还会弄错。可以用一个简单的办法把这些数据放置到FPGA内部自带的ROM中，通过调用在把数据从ROM中提取出来(其实FPGA内部并没有专用的ROM硬件资源，实现ROM的思路是对RAM赋予初值，并保持该初值)。

a、首先新建一个文本，命名为xx.c格式的文件这里是logo.c，打开，在该文件里面定义一个数组.

unsigned char code tab[] = {0x00,0x00.....0x00}; 这个数组大小我们可以算出是1024。

b、打开keli软件，新建一个工程，芯片随便选一个ATxx类型就可以，然后把该文件添加到该工程中，按"Alt + F7"，弹出一个“options for target 'target 1'”,选择"output",勾上“Creat Hex file”，点OK，按F7进行编译，编译成功后，可在该工程目录下看到logo.hex文件。

c、用Quartus 软件打开建立的LCD12864工程，按照如下图所示进行操作建立一个ROM：

在工程目录下可看到多了“lcd_rom.v”和“lcd_rom_bb.v”,打开“lcd_rom.v”，复制“lcd_rom (address, clock,q);”到LCD12864.v中，并把相关接口传进去lcd_rom  u1(.address(add_cnt),   .clock(sys_clk),   .q(dis_data));  ，OK，ROM已经加载好了。

三、得知道LCD128*64显示图片的原理

a、图片初始化与汉字初始化有所不同，图片需要用到扩展指令。RE=1，并要把绘图开关打开G=1，这里要设置成0x36就可以了。

b、通过手册都知道，在显示之前，要设置垂直地址（Y）和水平地址（X），要连续发送给LCD的。由于绘图RAM 的地址计数器（AC）只会对水平地址(X )自动加一,当水平地址加0FH（16)次时，会重新设为00H 但并不会对垂直地址做进位自动加一，故当连续写入多个数据时，要判断垂直地址是否需重新设定。如下图，是一张图片所提取的数据（16*64 = 1024），一个数据占8bit，故一行有8*16= 128bit，一列有64行，共128*64。某一bit就是LCD128*64中的某一个点阵。而且对于液晶显示，只要把液晶哪个点阵接上高电平（相应bit置1），哪个点阵就点亮了。垂直地址就要注意了，当垂直地址（Y）加到9f时（第行），垂直地址（Y）得重新从80开始计数，水平地址（X）得从88开始。故程序中对add_cnt地址进行判断，每当加16次就重新设定垂直地址，i是对行计数。

说了那么多，不知道有没说清楚，就这样吧，代码实现如下：

代码1：

 module LCD12864(
                     //input
                     sys_clk,
                     rst_n,

                     //output
                     lcd_rs,
                     lcd_rw,
                     lcd_en,
                     lcd_data,
                     lcd_psb
                 );
 input sys_clk;// 50MHZ
 input rst_n;

 output lcd_rs;//H:data    L:command
 output lcd_rw;//H:read module    L:write module
 output lcd_en;//H active
 output [:] lcd_data;
 output lcd_psb;//H:parallel    module    L:SPI module
 wire [:] dis_data;

 /***************************************************/
 parameter T3MS = 'd149_999;
 parameter   NUM_64 = 'd63;
 parameter    IDLE           = 'd0,
             INIT_FUN_SET1 = 'd1,
             INIT_FUN_SET2 = 'd2,
             INIT_DISPLAY  = 'd3,
             INIT_CLEAR       = 'd4,
             SET_DDRAM_Y   = 'd5,
             SET_DDRAM_X      = 'd6,
             WRITE_DATA      = 'd7,
             STOP          = 'd8;
 /***************************************************/
 //产生周期为6MS的lcd_clk给LCD
 reg [:] cnt;
 reg lcd_clk;
 always @(posedge sys_clk or negedge rst_n)
 if(!rst_n) begin
     cnt <= 'd0;
     lcd_clk <= 'b0;
 end
 else if(cnt == T3MS)begin
     cnt <= 'd0;
     lcd_clk <= ~lcd_clk;
 end
 else
     cnt <= cnt + 'b1;
 /***************************************************/
 reg lcd_rs;
 reg [:] state;
 reg [:] add_cnt;
 always @(posedge lcd_clk or negedge rst_n)
 if(!rst_n)
     lcd_rs <= 'b0;
 else if(state == WRITE_DATA)
     lcd_rs <= 'b1;        //写数据模式
 else
     lcd_rs <= 'b0;        //写命令模式
 /***************************************************/
 reg [:] lcd_data;
 reg en;
 reg [:] i;
 always @(posedge lcd_clk or negedge rst_n)
 if(!rst_n) begin
     state <= IDLE;
     lcd_data <= 'hzz;
     en <= 'b1;
     add_cnt <= 'd0;
     i <= 'd0;
 end
 else
     case(state)
         IDLE:
         begin
             state <= INIT_FUN_SET1;
             lcd_data <= 'hzz;
             en <= 'b1;
         end

         INIT_FUN_SET1:
         begin
             lcd_data <= 'h36;    //CL= 1--8位，扩充指令RE=1，绘图G=1
             state <= INIT_FUN_SET2;
         end 

         INIT_FUN_SET2:
         begin
             lcd_data <= 'h36;    //CL= 1--8位，扩充指令RE=1，绘图G=1
             state <= INIT_DISPLAY;
         end

         INIT_DISPLAY:
         begin
             lcd_data <= 'h3e;    //CL= 1--8位，扩充指令RE=1，绘图G=1
             state <= INIT_CLEAR;
         end
                                      //其实上面没必要写那么多次数，这是之前并口写的，懒得去掉，故多写几次36
         INIT_CLEAR:
         begin
             lcd_data <= 'h01;    //清屏
             state <= SET_DDRAM_Y;
         end

         SET_DDRAM_Y:  // 先设置垂直地址
         begin
             if(i <= 'd31)
                 lcd_data <= 'h80 + i;//80H~9fH
             else
                 lcd_data <= 'h80 + (i-5'd32); //80H~9fH */

             state <= SET_DDRAM_X;
         end

         SET_DDRAM_X: //后设置水平地址
         begin
             if(i <= 'd31)
                 lcd_data <=  'h80;            //80H
             else
                 lcd_data <=  'h88;            //88H

             state <= WRITE_DATA;
         end

         WRITE_DATA:
         begin
             lcd_data <= dis_data;
             add_cnt <= add_cnt + 'b1;

             if(add_cnt[:] == 'hf/*(add_cnt + 1'b1) % 'd16 == 10'd0*/)begin      //计算行
                 i <= i + 'b1;
                 if(i == NUM_64)
                     state <= STOP;
                 else
                     state <= SET_DDRAM_Y;
             end
             else
                 state <= WRITE_DATA;
         end

         STOP:
         begin
             en <= 'b0;//显示完了，lcd_e就一直拉为低
             state <= STOP;
         end

         default: state <= IDLE;
     endcase
 /***************************************************/
 assign lcd_rw = 'b0;//只有写模式
 assign lcd_psb = 'b1;//并口模式
 assign lcd_en = en ?  lcd_clk : 'b0;
 /***************************************************/
 //ROM
 lcd_rom  u1(
             .address(add_cnt),
             .clock(sys_clk),
             .q(dis_data)
             );
 /***************************************************/
 endmodule

其实代码1是有错误的，图片下半部分显示是乱码，检查程序好久都没发现（说明检查的还是不够仔细啊），也没有报错，最终通过仿真查看得知错误在哪，在仿真时要等好长时间后才能看得到哦。

代码2：

 module LCD12864(
                     //input
                     sys_clk,
                     rst_n,

                     //output
                     lcd_rs,
                     lcd_rw,
                     lcd_en,
                     lcd_data,
                     lcd_psb
                 );
 input sys_clk;// 50MHZ
 input rst_n;

 output lcd_rs;//H:data    L:command
 output lcd_rw;//H:read module    L:write module
 output lcd_en;//H active
 output [:] lcd_data;
 output lcd_psb;//H:parallel    module    L:SPI module
 wire [:] dis_data;

 /***************************************************/
 `define   const_32    'd32
 `define   const_63    'd63
 /***************************************************/
 parameter   T3MS          = 'd149_999;
 parameter    IDLE           = 'd0,
             INIT_FUN_SET1 = 'd1,
             INIT_FUN_SET2 = 'd2,
             INIT_DISPLAY  = 'd3,
             INIT_CLEAR       = 'd4,
             SET_DDRAM_Y   = 'd5,
             SET_DDRAM_X      = 'd6,
             WRITE_DATA      = 'd7,
             STOP          = 'd8;
 /***************************************************/
 //产生周期为6MS的lcd_clk给LCD
 reg [:] cnt;
 reg lcd_clk;
 always @(posedge sys_clk or negedge rst_n)
 if(!rst_n) begin
     cnt <= 'd0;
     lcd_clk <= 'b0;
 end
 else if(cnt == T3MS)begin
     cnt <= 'd0;
     lcd_clk <= ~lcd_clk;
 end
 else
     cnt <= cnt + 'b1;
 /***************************************************/
 reg lcd_rs;
 reg [:] state;
 reg [:] add_cnt;
 always @(posedge lcd_clk or negedge rst_n)
 if(!rst_n)
     lcd_rs <= 'b0;
 else if(state == WRITE_DATA)
     lcd_rs <= 'b1;        //写数据模式
 else
     lcd_rs <= 'b0;        //写命令模式
 /***************************************************/
 reg [:] lcd_data;
 reg en;
 reg [:] i;
 always @(posedge lcd_clk or negedge rst_n)
 if(!rst_n) begin
     state <= IDLE;
     lcd_data <= 'hzz;
     en <= 'b1;
     add_cnt <= 'd0;
     i <= 'd0;
 end
 else
     case(state)
         IDLE:
         begin
             state <= INIT_FUN_SET1;
             lcd_data <= 'hzz;
             en <= 'b1;
         end

         INIT_FUN_SET1:
         begin
             lcd_data <= 'h36;    //CL= 1--8位，扩充指令RE=1，绘图G=1
             state <= INIT_FUN_SET2;
         end 

         INIT_FUN_SET2:
         begin
             lcd_data <= 'h36;    //CL= 1--8位，扩充指令RE=1，绘图G=1
             state <= INIT_DISPLAY;
         end

         INIT_DISPLAY:
         begin
             lcd_data <= 'h3e;    //CL= 1--8位，扩充指令RE=1，绘图G=1
             state <= INIT_CLEAR;
         end
                                      //其实上面没必要写那么多次数，这是之前并口写的，懒得去掉，故多写几次36
         INIT_CLEAR:
         begin
             lcd_data <= 'h01;    //清屏
             state <= SET_DDRAM_Y;
         end

         SET_DDRAM_Y:  // 先设置垂直地址
         begin
             if(i < `const_32)
                 lcd_data <= 'h80 + i;//80H~9fH
             else
                 lcd_data <= 'h80 + (i - `const_32); //80H~9fH/

             state <= SET_DDRAM_X;
         end

         SET_DDRAM_X: //后设置水平地址
         begin
             if(i < `const_32)
                 lcd_data <=  'h80;            //80H
             else
                 lcd_data <=  'h88;            //88H

             state <= WRITE_DATA;
         end

         WRITE_DATA:
         begin
             lcd_data <= dis_data;
             add_cnt <= add_cnt + 'b1;

             if(add_cnt[:] == 'hf/*(add_cnt + 1'b1) % 'd16 == 10'd0*/)begin      //计算行
                 i <= i + 'b1;
                 if(i == `const_63)
                     state <= STOP;
                 else
                     state <= SET_DDRAM_Y;
             end
             else
                 state <= WRITE_DATA;
         end

         STOP:
         begin
             en <= 'b0;//显示完了，lcd_e就一直拉为低
             state <= STOP;
         end

         default: state <= IDLE;
     endcase
 /***************************************************/
 assign lcd_rw = 'b0;//只有写模式
 assign lcd_psb = 'b1;//并口模式
 assign lcd_en = en ?  lcd_clk : 'b0;
 /***************************************************/
 //ROM
 lcd_rom  u1(
             .address(add_cnt),
             .clock(sys_clk),
             .q(dis_data)
             );
 /***************************************************/
 endmodule

代码2是正确的，代码1错在哪呢，就是i的位宽弄错了，代码2中用宏定义替代数字直接与i的比较。哎，不小心写错了，尤其是软件不提醒也不报警告的那种错误，势必要害了自己啊。。。。。。。

注意：if(add_cnt[3:0] == 4'hf/*(add_cnt + 1'b1) % 10'd16 == 10'd0*/)，这两种写法下到板子验证都正确，后面“取于”方式，套用了C语言的方式，建议不采取，一不规范，二也很少看到别人这样写，在群里问别人，说经常写这样不规范的代码，日后势必给自己增加痛苦，面试时会被人家鄙视，果断采取add_cnt[3:0] == 4'hf这种方式。

到此，LCD12864的实验将结束。