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利用FPGA实现外设通信接口之: 利用FPGA实现常用显示接口(Displ

发布时间:2019-05-31 02:44 来源:未知 编辑:admin

  的标准外观图如图10.16所示。右下角的圆点用Dp来表示,用来实现小数点的显示。

  七段数码管经常用来显示十进制或十六进制的数,所以在数据显示之前,首先要进行二进制到十进制或者十六进制的转换。将它们转换成十进制的或是十六进制的数。

  七段数码管分为共阴和共阳两种类型。比如,红色飓风开发板使用的是共阴类型的数码管,信号是高电平有效。十六进制数据在显示的时候对应的各段输出对应关系如表10.2所示。

  红色飓风开发板上采用的是4位并联的数码管。4个数码管共用8条数据线,控制线个数码管要显示不同的数值,比如显示1234,那么就需要采用一种控制策略。最常用的方法就是动态扫描显示。

  动态扫描显示利用了时分的原理和人的视觉暂留效应。例如,一个4位动态扫描数码显示器的显示周期可划分为4个阶段。

  每个周期只选通一位数据。在周期1显示第一个数码,周期2显示第二个数码。在扫描4个阶段后,又重新按顺序循环。如果扫描的速度足够快,从视觉上看就好像4个数码管同时显示不同的内容。

  4位扫描数码管共有4组BCD码(4位)输入线段译码输出线根位选通线组BCD数据中选出一组,通过BCD/7段译码器译码后输出。与此同时,3/8译码器产生位选通信号,则在此瞬间,数码管应该为要显示的数值。然后再选出下一组数据译码后输出,位选通信号则相应下移一位,将下一数码管选通输出,如图10.17所示。

  液晶屏(LCD)通常分为点阵型和字符型两种。字符型的液晶屏相对于数码管来说,可以显示更多的内容和字符,人机界面更为友好,而且操作简单,因此得到了广泛的应用。不同厂家的字符型LCD虽然型号不同,但是操作方法基本是一致的。

  字符型LCD一般会根据显示字符的数量来确定型号,如1602表示这个液晶可以显示2行字符,每行为16个。红色飓风开发板上采用的字符型LCD的型号就是1602。下面就以1602为例来介绍字符型LCD显示接口的设计方法。

  对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10kW的电位器调整对比度

  读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平、RW为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平、RW为低电平时可以写入数据

  8位双向数据线液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形。这些字符包括:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文假名等。每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母“A”的代码是0100_0001B(41H)。

  对液晶模块的写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。1602型液晶的操作指令表如表10.4所示。

  指令3:光标和显示模式设置。其中I/D表示光标移动方向,高电平右移,低电平左移;S表示屏幕上所有文字是否左移或者右移,高电平表示有效,低电平则无效。

  指令4:显示开/关控制。其中D表示控制整体显示的开与关,高电平表示开显示,低电平表示关显示;C表示控制光标的开与关,高电平表示有光标,低电平表示无光标;B表示控制光标是否闪烁,高电平闪烁,低电平不闪烁。

  指令5:光标或显示移位。其中S/C表示高电平时移动显示的文字,低电平时移动光标;R/L表示文字或光标的移动方向,高电平为右移,低电平为左移。

  指令6:功能设置命令。其中DL表示高电平时为4位总线位总线;N表示低电平时为单行显示,高电平时双行显示;F表示低电平时显示5×7的点阵字符,高电平时显示5×10的点阵字符。

  指令9:读忙信号和光标地址。其中BF表示忙标志位,高电平表示忙,此时模块不能接收命令或者数据,如果为低电平表示不忙。

  在某些应用场合下,VGA显示器仅仅是用来显示文字符号或者简单图形,不需要丰富的色彩和细腻的画面。这时候,VGA接口就可以适当地简化。

  标准的VGA接口连接器为DB15,在15个管脚里面有5个是最重要的。它们分别是红、绿,蓝三基色信号和水平、垂直两个同步控制信号,如图10.18所示,其中,VGA_R、VGA_G、VGA_B、VGA_HS、VGA_VS是直接连接到FPGA的管脚。

  VGA信号如果要正常显示,那么输出信号必须满足一定的时序关系。如图10.19所示为VGA接口电路的通用时序关系。不同的分辨率和刷新率有不同的时序如表10.6所示。

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