89美元Xilinx Spartan-6 LX9 开发板--基于FPGA的LCD远程更新

基于FPGA的LCD远程更新

0 前言

9月26日收到S6_LX9_Microboard试用板，心情激动了好久，之后将Speedway的六个tutorial都试了一遍，按照pdf的内容提示，整个Lab过程很顺利，于是想着用S6_LX9_Microboard做些什么？几经周折，在OpenHW网站上看到一个可能能实现的项目《基于FPGA的LCD显示的远程更新》，于是有了下文。

总体而言，设计分为以下几步：

①对LCD12864液晶屏硬件控制调试

②使用MicroBlaze对LCD12864进行调试

③网口调试，LwIP的使用

④联合LwIP及MicroBlaze和LCD12864进行测试

⑤总结

1 LCD液晶调试

硬件环境：S6_LX9_Microboard、LCD2864（CA12864K）、数据线、LCD1602（ROHS）

软件环境：ISE13.1，使用VHDL语言进行开发，Quartus7.2

测试代码：Spartan3E的LCD lab测试代码

花费时间：1天半

测试对象：12864液晶显示屏、1602液晶显示屏

12864液晶测试结果如图：

 

1602液晶显示结果

在1602lcd的接口的3号管脚上测试输出为高电平，于是接了一个电阻到地上，就能正常显示了，在背板连接接口上，使用了和12864一样的接口模块

FPGA一端信号接线，较为整齐和可扩展

测试过程：在整个测试过程中，出现许多因粗心或觉得简单而导致出错的问题。

第一个问题：管脚分配问题，需要注意S6_LX9_Microboard的Pmod引脚在J4和J5插座上只有8个引脚可以分配输入输出，如若不注意，则会出现LCD侧焊接线重焊的问题。解决方法是使用万用表的蜂鸣功能测试两端是否接通，从而分配管脚。

 

[ 本帖最后由 jomatch 于 2011-10-11 10:03 编辑 ]

 列出对应表1

LCD管脚	FPGA管脚	LCD管脚	FPGA管脚
RS	F15	DB1	C17
RW	F14	DB2	D17
E	F16	DB3	C18
PSB	K13	DB4	D18
RST	F17	DB5	H12

[ 本帖最后由 jomatch 于 2011-10-11 10:05 编辑 ]

NC	E16	DB6	K12
DB0	G14	DB7	G13

第二个问题：程序编写问题，由于输入是时钟信号，输出为接至LCD的控制信号，由于时钟频率过高，导致示波器显示信号时总出问题，觉得程序可能有错，其实没问题。只需要对时钟进行分频即可。

    IF RISING_EDGE(clock) THEN

         IF clk_div='1' THEN

分频时钟clk_div的使用要与全局时钟clock同步，否则编译出错。

     WHEN wr_y_addr_1=>     

          next_state<=wr_y_addr_2;                             

          data<=("100" & cnt(8 DOWNTO 4));

上述代码为Y坐标地址块，data的输出范围为0X80H~0X9FH，之后的设定X坐标块

     WHEN wr_x_addr_1=>      --设定图形显示区X轴地址

          next_state<=wr_x_addr_2; 

          en<='1';                         

          data<=("1000" & cnt(9) & "000");--上半屏经0x80;下半屏0X88

在设定X坐标后，立刻设定rs为‘1’，则开始写数据。这的cnt为什么要设定为10位数据？原因是每次送入8位数据，需要送入1024次，即1024X8=128X64。由此在ROM的设定上，也要设计为1024深度，位宽为8位的ROM表。

对代码进行仿真，看看时序是否正确，结果如图，在仿真中，使用modelsim、Isim软件均不出结果，只能用Quartus软件进行仿真，看看时序是否正常。

上图仿真结果可以看出，在819.201us时出现rs高电平，表明此时可以写数据了。

 

 

[ 本帖最后由 jomatch 于 2011-10-11 10:06 编辑 ]

总体时序设计是：30H、功能设定；06H、进入设定点；0CH、开显示关光标；36H、扩充指令；80H、液晶屏第一个地址，之后开始写数据。

第三个问题：设备连接正常之后，LCD显示为满屏点阵，解决方案是在VOUT与VO之间接个电位器，或者电阻，用VOUT驱动VO提高显示分辨率。

第四个问题：总算在LCD上出现一部分点阵了，可是显示仍不完整，怀疑输入的点阵数据有问题，其实正常，在不断的刷新液晶屏（3.3V与5V切换）之后，显示正常，这就要求VHDL语言设计时，提供一个不断刷新的方式，也可以将设计之初分频的值改小一点，使得显示器能够快速显示结果。

参考内容：speedway的lab tutorialspeedway_lab.rar

speedway_lab.rar (5.91 MB)
(下载次数: 42, 2011-10-11 10:08 上传)

代码：LCD显示12864及1602代码.rar

文献：bbs.eeworld.com.cn/viewthread.php?tid=299192

 

[ 本帖最后由 jomatch 于 2011-10-11 10:10 编辑 ]

很有速度， 期待更多内容与大家分享！

回复 6楼 maylove 的帖子

谢谢坛子的支持，下次等周末了，呵呵

不错不错 支持下

楼主很给力

:carnation:

楼主第一次做就这么好   很佩服啊

坛子给的板子

写写microblaze的学习过程

[ 本帖最后由 jomatch 于 2011-10-14 21:52 编辑 ]

顶顶顶顶，支持支持！

回复 14楼 eeleader 的帖子

谢谢版主的支持，有时间大家一起学习

快要到试用结束的日子了，今天争取将microblaze控制LCD显示部分展示出来

[ 本帖最后由 jomatch 于 2011-10-22 14:41 编辑 ]

[local]12[/local]



















[ 本帖最后由 jomatch 于 2011-10-22 14:55 编辑 ]

设计软件程序，这里调用了网友的一部分程序，设计了自己的main函数：
int main (void)
{

         Xuint32 status;

          // Clear the screen
          xil_printf("%c[2J",27);
          xil_printf("16x2 LCD Driver by Virtex-5 Resource\r\n");
          xil_printf("http://www.fpgadeveloper.com\r\n");


          // Initialize the Timer
          status = XTmrCtr_Initialize(&DelayTimer,XPAR_AXI_TIMER_0_DEVICE_ID);
          if (status != XST_SUCCESS){
            xil_printf("Timer failed to initialize\r\n");
            return XST_FAILURE;
          }
          XTmrCtr_SetOptions(&DelayTimer, 1, XTC_DOWN_COUNT_OPTION);

          // Initialize the GPIO driver for the LCD
          status = XGpio_Initialize(&GpioOutput,XPAR_LCD_GPIO_0_DEVICE_ID);
          if (status != XST_SUCCESS){
            xil_printf("GPIO failed to initialize\r\n");
            return XST_FAILURE;
          }
                while (1) {
                        DIP_Read = XGpio_ReadReg(XPAR_DIP_SWITCHES_BASEADDR, 0);
                        XGpio_WriteReg(XPAR_LEDS_4BITS_BASEADDR, 0, DIP_Read);
          // Set the direction for all signals to be outputs
          XGpio_SetDataDirection(&GpioOutput, 1, 0x00);
          XromLCDInit();
          XromWriteCmd(0x00000000,1);
          XromWriteData(0x00000054);

                }

}

这里main函数的核心为while之后部分，
在这里使用了SWITCHES及LEDS两个设备，用于测试程序是否下载进bit系统里，从而判断lcd程序是否在运行。而LCD的程序则是，先进行初始化XromLCDInit，之后写一个地址信号，说明此时可以写数据到LCD上了，之后就可以写数据了。