LCD显示
硬件
型号：ATK-MD0430R-800480
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彩条实验
lcd_rgb_colorbar
顶层文件
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// File name: lcd_rgb_colorbar
// Last modified Date: 2019/8/07 10:41:06
// Last Version: V1.0
// Descriptions: LCD彩条显示顶层模块
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// Created by: 正点原子
// Created date: 2019/8/07 10:41:06
// Version: V1.0
// Descriptions: The original version
//
//----------------------------------------------------------------------------------------
//****************************************************************************************//
module lcd_rgb_colorbar(
input sys_clk, //系统时钟
input sys_rst_n, //系统复位
//RGB LCD接口
output lcd_de, //LCD 数据使能信号
output lcd_hs, //LCD 行同步信号
output lcd_vs, //LCD 场同步信号
output lcd_bl, //LCD 背光控制信号
output lcd_clk, //LCD 像素时钟
output lcd_rst, //LCD 复位
inout [23:0] lcd_rgb //LCD RGB888颜色数据
);
//wire define
wire [15:0] lcd_id ; //LCD屏ID
wire lcd_pclk ; //LCD像素时钟
wire [10:0] pixel_xpos; //当前像素点横坐标
wire [10:0] pixel_ypos; //当前像素点纵坐标
wire [10:0] h_disp ; //LCD屏水平分辨率
wire [10:0] v_disp ; //LCD屏垂直分辨率
wire [23:0] pixel_data; //像素数据
wire [23:0] lcd_rgb_o ; //输出的像素数据
wire [23:0] lcd_rgb_i ; //输入的像素数据
//*****************************************************
//** main code
//*****************************************************
//像素数据方向切换
assign lcd_rgb = lcd_de ? lcd_rgb_o : {24{1'bz}};
assign lcd_rgb_i = lcd_rgb;
//读LCD ID模块
rd_id u_rd_id(
.clk (sys_clk ),
.rst_n (sys_rst_n),
.lcd_rgb (lcd_rgb_i),
.lcd_id (lcd_id )
);
//时钟分频模块
clk_div u_clk_div(
.clk (sys_clk ),
.rst_n (sys_rst_n),
.lcd_id (lcd_id ),
.lcd_pclk (lcd_pclk )
);
//LCD显示模块
lcd_display u_lcd_display(
.lcd_pclk (lcd_pclk ),
.rst_n (sys_rst_n ),
.pixel_xpos (pixel_xpos),
.pixel_ypos (pixel_ypos),
.h_disp (h_disp ),
.v_disp (v_disp ),
.pixel_data (pixel_data)
);
//LCD驱动模块
lcd_driver u_lcd_driver(
.lcd_pclk (lcd_pclk ),
.rst_n (sys_rst_n ),
.lcd_id (lcd_id ),
.pixel_data (pixel_data),
.pixel_xpos (pixel_xpos),
.pixel_ypos (pixel_ypos),
.h_disp (h_disp ),
.v_disp (v_disp ),
.data_req ( ),
.lcd_de (lcd_de ),
.lcd_hs (lcd_hs ),
.lcd_vs (lcd_vs ),
.lcd_bl (lcd_bl ),
.lcd_clk (lcd_clk ),
.lcd_rst (lcd_rst ),
.lcd_rgb (lcd_rgb_o )
);
endmodule
rd_id
获取id
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// File name: rd_id
// Last modified Date: 2019/8/07 10:41:06
// Last Version: V1.0
// Descriptions: 读取LCD ID模块
//----------------------------------------------------------------------------------------
// Created by: 正点原子
// Created date: 2019/8/07 10:41:06
// Version: V1.0
// Descriptions: The original version
//
//----------------------------------------------------------------------------------------
//****************************************************************************************//
module rd_id(
input clk , //时钟
input rst_n , //复位，低电平有效
input [23:0] lcd_rgb, //RGB LCD像素数据,用于读取ID
output reg [15:0] lcd_id //LCD屏ID
);
//reg define
reg rd_flag; //读ID标志
//*****************************************************
//** main code
//*****************************************************
//获取LCD ID M2:B7 M1:G7 M0:R7
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(!rst_n) begin
rd_flag <= 1'b0;
lcd_id <= 16'd0;
end
else begin
if(rd_flag == 1'b0) begin
rd_flag <= 1'b1;
case({lcd_rgb[7],lcd_rgb[15],lcd_rgb[23]})
3'b000 : lcd_id <= 16'h4342; //4.3' RGB LCD RES:480x272
3'b001 : lcd_id <= 16'h7084; //7' RGB LCD RES:800x480
3'b010 : lcd_id <= 16'h7016; //7' RGB LCD RES:1024x600
3'b100 : lcd_id <= 16'h4384; //4.3' RGB LCD RES:800x480
3'b101 : lcd_id <= 16'h1018; //10' RGB LCD RES:1280x800
default : lcd_id <= 16'd0;
endcase
end
end
end
endmodule
clk_div
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// File name: clk_div
// Last modified Date: 2019/8/7 10:41:06
// Last Version: V1.0
// Descriptions: 时钟分频模块
//----------------------------------------------------------------------------------------
// Created by: 正点原子
// Created date: 2019/8/7 10:41:06
// Version: V1.0
// Descriptions: The original version
//
//----------------------------------------------------------------------------------------
//****************************************************************************************//
module clk_div(
input clk, //50Mhz
input rst_n,
input [15:0] lcd_id,
output reg lcd_pclk
);
//reg define
reg clk_25m;
reg clk_12_5m;
reg div_4_cnt;
//*****************************************************
//** main code
//*****************************************************
//时钟2分频 输出25MHz时钟
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(!rst_n)
clk_25m <= 1'b0;
else
clk_25m <= ~clk_25m;
end
//时钟4分频 输出12.5MHz时钟
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(!rst_n) begin
div_4_cnt <= 1'b0;
clk_12_5m <= 1'b0;
end
else begin
div_4_cnt <= div_4_cnt + 1'b1;
if(div_4_cnt == 1'b1)
clk_12_5m <= ~clk_12_5m;
else
clk_12_5m <= clk_12_5m;
end
end
always @(*) begin
case(lcd_id)
16'h4342 : lcd_pclk = clk_12_5m;
16'h7084 : lcd_pclk = clk_25m;
16'h7016 : lcd_pclk = clk;
16'h4384 : lcd_pclk = clk_25m;
16'h1018 : lcd_pclk = clk;
default : lcd_pclk = 1'b0;
endcase
end
endmodule
lcd_driver
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// File name: lcd_driver
// Last modified Date: 2019/8/07 10:41:06
// Last Version: V1.0
// Descriptions: LCD驱动模块
//----------------------------------------------------------------------------------------
// Created by: 正点原子
// Created date: 2019/8/07 10:41:06
// Version: V1.0
// Descriptions: The original version
//
//----------------------------------------------------------------------------------------
//****************************************************************************************//
module lcd_driver(
input lcd_pclk, //时钟
input rst_n, //复位，低电平有效
input [15:0] lcd_id, //LCD屏ID
input [23:0] pixel_data, //像素数据
output reg [10:0] pixel_xpos, //当前像素点横坐标
output reg [10:0] pixel_ypos, //当前像素点纵坐标
output reg [10:0] h_disp, //LCD屏水平分辨率
output reg [10:0] v_disp, //LCD屏垂直分辨率
output reg data_req, //数据请求信号
//RGB LCD接口
output reg lcd_de, //LCD 数据使能信号
output lcd_hs, //LCD 行同步信号
output lcd_vs, //LCD 场同步信号
output lcd_bl, //LCD 背光控制信号
output lcd_clk, //LCD 像素时钟
output lcd_rst, //LCD复位
output [23:0] lcd_rgb //LCD RGB888颜色数据
);
//parameter define
// 4.3' 480*272
parameter H_SYNC_4342 = 11'd41; //行同步
parameter H_BACK_4342 = 11'd2; //行显示后沿
parameter H_DISP_4342 = 11'd480; //行有效数据
parameter H_FRONT_4342 = 11'd2; //行显示前沿
parameter H_TOTAL_4342 = 11'd525; //行扫描周期
parameter V_SYNC_4342 = 11'd10; //场同步
parameter V_BACK_4342 = 11'd2; //场显示后沿
parameter V_DISP_4342 = 11'd272; //场有效数据
parameter V_FRONT_4342 = 11'd2; //场显示前沿
parameter V_TOTAL_4342 = 11'd286; //场扫描周期
// 7' 800*480
parameter H_SYNC_7084 = 11'd128; //行同步
parameter H_BACK_7084 = 11'd88; //行显示后沿
parameter H_DISP_7084 = 11'd800; //行有效数据
parameter H_FRONT_7084 = 11'd40; //行显示前沿
parameter H_TOTAL_7084 = 11'd1056; //行扫描周期
parameter V_SYNC_7084 = 11'd2; //场同步
parameter V_BACK_7084 = 11'd33; //场显示后沿
parameter V_DISP_7084 = 11'd480; //场有效数据
parameter V_FRONT_7084 = 11'd10; //场显示前沿
parameter V_TOTAL_7084 = 11'd525; //场扫描周期
// 7' 1024*600
parameter H_SYNC_7016 = 11'd20; //行同步
parameter H_BACK_7016 = 11'd140; //行显示后沿
parameter H_DISP_7016 = 11'd1024; //行有效数据
parameter H_FRONT_7016 = 11'd160; //行显示前沿
parameter H_TOTAL_7016 = 11'd1344; //行扫描周期
parameter V_SYNC_7016 = 11'd3; //场同步
parameter V_BACK_7016 = 11'd20; //场显示后沿
parameter V_DISP_7016 = 11'd600; //场有效数据
parameter V_FRONT_7016 = 11'd12; //场显示前沿
parameter V_TOTAL_7016 = 11'd635; //场扫描周期
// 10.1' 1280*800
parameter H_SYNC_1018 = 11'd10; //行同步
parameter H_BACK_1018 = 11'd80; //行显示后沿
parameter H_DISP_1018 = 11'd1280; //行有效数据
parameter H_FRONT_1018 = 11'd70; //行显示前沿
parameter H_TOTAL_1018 = 11'd1440; //行扫描周期
parameter V_SYNC_1018 = 11'd3; //场同步
parameter V_BACK_1018 = 11'd10; //场显示后沿
parameter V_DISP_1018 = 11'd800; //场有效数据
parameter V_FRONT_1018 = 11'd10; //场显示前沿
parameter V_TOTAL_1018 = 11'd823; //场扫描周期
// 4.3' 800*480
parameter H_SYNC_4384 = 11'd128; //行同步
parameter H_BACK_4384 = 11'd88; //行显示后沿
parameter H_DISP_4384 = 11'd800; //行有效数据
parameter H_FRONT_4384 = 11'd40; //行显示前沿
parameter H_TOTAL_4384 = 11'd1056; //行扫描周期
parameter V_SYNC_4384 = 11'd2; //场同步
parameter V_BACK_4384 = 11'd33; //场显示后沿
parameter V_DISP_4384 = 11'd480; //场有效数据
parameter V_FRONT_4384 = 11'd10; //场显示前沿
parameter V_TOTAL_4384 = 11'd525; //场扫描周期
//reg define
reg [10:0] h_sync ;
reg [10:0] h_back ;
reg [10:0] h_total;
reg [10:0] v_sync ;
reg [10:0] v_back ;
reg [10:0] v_total;
reg [10:0] h_cnt ;
reg [10:0] v_cnt ;
//*****************************************************
//** main code
//*****************************************************
//RGB LCD 采用DE模式时，行场同步信号需要拉高
assign lcd_hs = 1'b1; //LCD行同步信号
assign lcd_vs = 1'b1; //LCD场同步信号
assign lcd_bl = 1'b1; //LCD背光控制信号
assign lcd_clk = lcd_pclk; //LCD像素时钟
assign lcd_rst= 1'b1; //LCD复位
//RGB888数据输出
assign lcd_rgb = lcd_de ? pixel_data : 24'd0;
//像素点x坐标
always@ (posedge lcd_pclk or negedge rst_n) begin
if(!rst_n)
pixel_xpos <= 11'd0;
else if(data_req)
pixel_xpos <= h_cnt + 2'd2 - h_sync - h_back ;
else
pixel_xpos <= 11'd0;
end
//像素点y坐标
always@ (posedge lcd_pclk or negedge rst_n) begin
if(!rst_n)
pixel_ypos <= 11'd0;
else if(v_cnt >= (v_sync + v_back)&&v_cnt < (v_sync + v_back + v_disp))
pixel_ypos <= v_cnt + 1'b1 - (v_sync + v_back) ;
else
pixel_ypos <= 11'd0;
end
//行场时序参数
always @(*) begin
case(lcd_id)
16'h4342 : begin
h_sync = H_SYNC_4342;
h_back = H_BACK_4342;
h_disp = H_DISP_4342;
h_total = H_TOTAL_4342;
v_sync = V_SYNC_4342;
v_back = V_BACK_4342;
v_disp = V_DISP_4342;
v_total = V_TOTAL_4342;
end
16'h7084 : begin
h_sync = H_SYNC_7084;
h_back = H_BACK_7084;
h_disp = H_DISP_7084;
h_total = H_TOTAL_7084;
v_sync = V_SYNC_7084;
v_back = V_BACK_7084;
v_disp = V_DISP_7084;
v_total = V_TOTAL_7084;
end
16'h7016 : begin
h_sync = H_SYNC_7016;
h_back = H_BACK_7016;
h_disp = H_DISP_7016;
h_total = H_TOTAL_7016;
v_sync = V_SYNC_7016;
v_back = V_BACK_7016;
v_disp = V_DISP_7016;
v_total = V_TOTAL_7016;
end
16'h4384 : begin
h_sync = H_SYNC_4384;
h_back = H_BACK_4384;
h_disp = H_DISP_4384;
h_total = H_TOTAL_4384;
v_sync = V_SYNC_4384;
v_back = V_BACK_4384;
v_disp = V_DISP_4384;
v_total = V_TOTAL_4384;
end
16'h1018 : begin
h_sync = H_SYNC_1018;
h_back = H_BACK_1018;
h_disp = H_DISP_1018;
h_total = H_TOTAL_1018;
v_sync = V_SYNC_1018;
v_back = V_BACK_1018;
v_disp = V_DISP_1018;
v_total = V_TOTAL_1018;
end
default : begin
h_sync = H_SYNC_4342;
h_back = H_BACK_4342;
h_disp = H_DISP_4342;
h_total = H_TOTAL_4342;
v_sync = V_SYNC_4342;
v_back = V_BACK_4342;
v_disp = V_DISP_4342;
v_total = V_TOTAL_4342;
end
endcase
end
//数据使能信号
always@ (posedge lcd_pclk or negedge rst_n) begin
if(!rst_n)
lcd_de <= 1'b0;
else
lcd_de <= data_req;
end
//请求像素点颜色数据输入
always@ (posedge lcd_pclk or negedge rst_n) begin
if(!rst_n)
data_req<=1'b0;
else if((h_cnt >= h_sync + h_back - 2'd2) && (h_cnt < h_sync + h_back + h_disp - 2'd2)
&& (v_cnt >= v_sync + v_back) && (v_cnt < v_sync + v_back + v_disp))
data_req <= 1'b1;
else
data_req <= 1'b0;
end
//行计数器对像素时钟计数
always@ (posedge lcd_pclk or negedge rst_n) begin
if(!rst_n)
h_cnt <= 11'd0;
else begin
if(h_cnt == h_total - 1'b1)
h_cnt <= 11'd0;
else
h_cnt <= h_cnt + 1'b1;
end
end
//场计数器对行计数
always@ (posedge lcd_pclk or negedge rst_n) begin
if(!rst_n)
v_cnt <= 11'd0;
else begin
if(h_cnt == h_total - 1'b1) begin
if(v_cnt == v_total - 1'b1)
v_cnt <= 11'd0;
else
v_cnt <= v_cnt + 1'b1;
end
end
end
endmodule
driver_display
用来提供(pixel_xpos,pixel_ypos)处的颜色data
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// File name: lcd_display
// Last modified Date: 2019/8/07 10:41:06
// Last Version: V1.0
// Descriptions: LCD显示模块
//----------------------------------------------------------------------------------------
// Created by: 正点原子
// Created date: 2019/8/07 10:41:06
// Version: V1.0
// Descriptions: The original version
//
//----------------------------------------------------------------------------------------
//****************************************************************************************//
module lcd_display(
input lcd_pclk, //时钟
input rst_n, //复位，低电平有效
input [10:0] pixel_xpos, //当前像素点横坐标
input [10:0] pixel_ypos, //当前像素点纵坐标
input [10:0] h_disp, //LCD屏水平分辨率
input [10:0] v_disp, //LCD屏垂直分辨率
output reg [23:0] pixel_data //像素数据
);
//parameter define
parameter WHITE = 24'hFFFFFF; //白色
parameter BLACK = 24'h000000; //黑色
parameter RED = 24'hFF0000; //红色
parameter GREEN = 24'h00FF00; //绿色
parameter BLUE = 24'h0000FF; //蓝色
//*****************************************************
//** main code
//*****************************************************
//根据当前像素点坐标指定当前像素点颜色数据，在屏幕上显示彩条
always @(posedge lcd_pclk or negedge rst_n) begin
if(!rst_n)
pixel_data <= BLACK;
else begin
if((pixel_xpos >= 11'd0) && (pixel_xpos < h_disp/5*1))
pixel_data <= WHITE;
else if((pixel_xpos >= h_disp/5*1) && (pixel_xpos < h_disp/5*2))
pixel_data <= BLACK;
else if((pixel_xpos >= h_disp/5*2) && (pixel_xpos < h_disp/5*3))
pixel_data <= RED;
else if((pixel_xpos >= h_disp/5*3) && (pixel_xpos < h_disp/5*4))
pixel_data <= GREEN;
else
pixel_data <= BLUE;
end
end
endmodule
字符实验
相关概念
行场同步模式（HV Mode）
- LCD的行显示对应时序
HSYNC：行同步信号，当此信号有效的时候就表示开始显示新的一行数据，查阅所使用的 LCD 数据手册可以知道此信号是低电平有效还是高电平有效，在这里是 低电平有效 HSPW：行同步信号宽度，也就是 HSYNC 信号持续时间。HSYNC 信号不是一个脉冲，而是需要持续一段时间才是有效的，单位为 CLK。 HBP：行显示后沿（或后肩），单位是 CLK。 HOZVAL：行有效显示区域，即显示一行数据所需的时间，假如屏幕分辨率为 1024*600，那么HOZVAL 就是 1024，单位为 CLK。 HFP：行显示前沿（或前肩），单位是 CLK。当 HSYNC 信号发出以后，需要等待 HSPW+HBP 个 CLK 时间才会接收到真正有效的像素数据。当显示完一行数据以后需要等待 HFP 个 CLK 时间才能发出下一个 HSYNC 信号，所以显示一行所需要的时间就是：HSPW + HBP + HOZVAL + HFP。
- RGB LCD的 帧显示时序图
SYNC：帧（场）同步信号，当此信号有效的时候就表示开始显示新的一帧数据，查阅所使用的 LCD 数据手册可以知道此信号是低电平有效还是高电平有效，图 18.1.8 为低电平有效。 VSPW：帧同步信号宽度，也就是 VSYNC 信号持续时间，单位为 1 行的时间。 VBP：帧显示后沿（或后肩），单位为 1 行的时间。 LINE：帧有效显示区域，即显示一帧数据所需的时间，假如屏幕分辨率为 1024*600，那么 LINE 就是 600 行的时间。 VFP：帧显示前沿（或前肩），单位为 1 行的时间。 显示一帧所需要的时间就是：VSPW+VBP+LINE+VFP 个行时间，最终的计算公式： T = (VSPW+VBP+LINE+VFP) * (HSPW + HBP + HOZVAL + HFP)
// 4.3' 800*480
parameter H_SYNC_4384 = 11'd128; //行同步
parameter H_BACK_4384 = 11'd88; //行显示后沿
parameter H_DISP_4384 = 11'd800; //行有效数据
parameter H_FRONT_4384 = 11'd40; //行显示前沿
parameter H_TOTAL_4384 = 11'd1056; //行扫描周期
parameter V_SYNC_4384 = 11'd2; //场同步
parameter V_BACK_4384 = 11'd33; //场显示后沿
parameter V_DISP_4384 = 11'd480; //场有效数据
parameter V_FRONT_4384 = 11'd10; //场显示前沿
parameter V_TOTAL_4384 = 11'd525; //场扫描周期
https://blog.csdn.net/qlexcel/article/details/86301007?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=86301007&sharerefer=PC&sharesource=r1Way&sharefrom=from_link
https://blog.csdn.net/weixin_50965981/article/details/134496428?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=134496428&sharerefer=PC&sharesource=r1Way&sharefrom=from_link