基于FPGA的多功能LCD顯示控制器設(shè)計(jì)

通過表2的指令對(duì)比可以看出兩種顯示模塊的字符顯示初始化指令完全一致，僅僅是顯示行的起始地址有所不同；這就需要在LCD多功能顯示控制器中設(shè)置參數(shù)跳轉(zhuǎn)，來根據(jù)模塊配置參數(shù)自動(dòng)加載相應(yīng)的行起始地址，而對(duì)于LCD模塊的圖形顯示模式需要用到擴(kuò)展指令集，并且需要分成上下兩個(gè)半屏設(shè)置起始地址，上半屏垂直坐標(biāo)Y：8’h80~9’h9F(32行)，水平坐標(biāo)X：8’h80；下半屏垂直坐標(biāo)和上半屏相同，而水平坐標(biāo)X：8’h88。

3 多功能顯示控制器的狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)
基于FPGA設(shè)計(jì)LCD顯示控制器，關(guān)鍵在于采用硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)有限狀態(tài)機(jī)(FSM)來控制LCD模塊的跳轉(zhuǎn)，文獻(xiàn)中就是使用FSM實(shí)現(xiàn)了對(duì)LCD模塊的顯示控制，但是它們都是針對(duì)一種類型LCD模塊的某種顯示模式，不具有多模式的顯示控制能力。因此，多功能LCD顯示控制器的有限狀態(tài)機(jī)就需要設(shè)置更多的條件轉(zhuǎn)換，來實(shí)現(xiàn)多種控制模式，狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖2所示。

在圖2所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中，系統(tǒng)上電后，首先完成持續(xù)大約0．1 s(根據(jù)時(shí)鐘頻率配置)的自動(dòng)復(fù)位，然后才根據(jù)模塊的端口參數(shù)選擇不同顯示模式所對(duì)應(yīng)的初始化命令，在狀態(tài)機(jī)中設(shè)置有初始化命令、起始行地址和屏顯示數(shù)據(jù)3條轉(zhuǎn)換路徑來適應(yīng)LCD屏的工作狀態(tài)，同時(shí)也在關(guān)鍵轉(zhuǎn)換路徑上設(shè)置有可以配置的延時(shí)循環(huán)，這樣既能方便LCD模塊的工作調(diào)試，又能使LCD模塊一直工作在寫屏模式(RW=0)。對(duì)于LCD屏的顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可以完全采用FPGA內(nèi)嵌的ROM／RAM單元實(shí)現(xiàn)，如果使用雙口RAM(存儲(chǔ)器讀寫?yīng)毩?就能實(shí)現(xiàn)LCD模塊的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示。

4 多功能顯示控制器的設(shè)計(jì)驗(yàn)證
使用康芯KX7C5T FPGA開發(fā)板(Altera CycleⅡEP2C5T144C8)、KBl2864KZK、RT1602C和4x4鍵盤組成多功能LCD控制器的硬件測(cè)試平臺(tái)；設(shè)計(jì)項(xiàng)目經(jīng)過QuartusⅡ9．1開發(fā)工具的工程編譯和芯片下載配置后得到的實(shí)際顯示效果圖如圖3所示，其中圖3(a)是LCD1602模塊的字符顯示效果圖；屏的第1行顯示靜態(tài)字符，第2行實(shí)時(shí)顯示鍵盤輸入鍵值。圖3(b)是LCD12864模塊的中西文混合字符顯示效果圖，第4行也是實(shí)時(shí)顯示鍵盤輸入鍵值。圖3(c)是LCD12864模塊的靜態(tài)圖片顯示效果圖(ROM存儲(chǔ))；圖3(d)是LCD12864模塊的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖形顯示效果圖(雙口RAM存儲(chǔ))，這是用多功能LCD顯示控制器實(shí)現(xiàn)的邏輯分析儀界面。

5 結(jié)論
文中設(shè)計(jì)的多功能LCD顯示控制器，在FPGA開發(fā)板上的驗(yàn)證結(jié)果表明，它完全具有能夠驅(qū)動(dòng)LCD1602模塊顯示字符、LCD12864模塊顯示字符和實(shí)時(shí)顯示圖形的功能；并能夠通過端口參數(shù)配置而實(shí)現(xiàn)控制器的系統(tǒng)移植。