LCD的接口时序波形如图所示。VSYNC是场同步信号,低电平有效,从时序图可以看出,VSYNC是每一场(即也可以理解为每送一幅完整图像)的同步信号;与此类似,HSYNC是行同步信号,也是在每一行数据传输的开始产生几个时钟周期的低脉冲。这两个信号用于同步当前的数据信号,根据固定的脉冲约定,我们在某些时钟上升沿前将图像数据送到数据总线上供LCD内部锁存。
LCD驱动时序波形
这是LCD时序图中对应的时间参数。
表8.11 LCD驱动时序参数表
信号 |
列项 |
标记 |
最小值 |
标准值 |
最大值 |
单位 |
Dclk |
频率 |
Tosc |
156 |
ns |
||
最大时间 |
Tch |
78 |
ns |
|||
最小时间 |
Tcl |
78 |
ns |
|||
Data |
建立时间 |
Tsu |
12 |
ns |
||
保持时间 |
Thd |
12 |
ns |
|||
Hsync |
周期 |
TH |
408 |
Tosc |
||
脉冲宽度 |
THS |
5 |
30 |
Tosc |
||
后沿 |
THB |
38 |
Tosc |
|||
显示周期 |
TEP |
320 |
Tosc |
|||
同步周期 |
THE |
36 |
68 |
88 |
Tosc |
|
前沿 |
THF |
20 |
Tosc |
|||
Vsync |
周期 |
TV |
262 |
TH |
||
脉冲宽度 |
TVS |
1 |
3 |
5 |
TH |
|
后沿 |
TVB |
15 |
TH |
|||
显示周期 |
TVD |
240 |
TH |
|||
前沿 |
TVF |
2 |
4 |
TH |
相同的方式驱动的程序写法类似:
顶层文件:
module top(ext_clk_25m,ext_rst_n,lcd_light_en,lcd_clk,lcd_hsy,lcd_vsy,lcd_r,lcd_g,lcd_b
);
input ext_clk_25m;
input ext_rst_n;
output lcd_light_en;
output lcd_clk;
output lcd_hsy;
output lcd_vsy;
output [4:0] lcd_r;
output [5:0] lcd_g;
output [4:0] lcd_b;
lcd_controller uut_lcd_controller(
.clk(ext_clk_25m),
.rst_n(ext_rst_n),
.lcd_light_en(lcd_light_en),
.lcd_clk(lcd_clk),
.lcd_hsy(lcd_hsy),
.lcd_vsy(lcd_vsy),
.lcd_r(lcd_r),
.lcd_g(lcd_g),
.lcd_b(lcd_b)
);
endmodule
lcd_controller.v
module lcd_controller(clk,rst_n,lcd_light_en,lcd_clk,lcd_hsy,lcd_vsy,lcd_r,lcd_g,lcd_b
);
input clk;
input rst_n;
output lcd_light_en;
output lcd_clk;
output reg lcd_hsy;
output reg lcd_vsy;
output [4:0] lcd_r;
output [5:0] lcd_g;
output [4:0] lcd_b;
parameter HSY_TH=9'D408-1'D1;//周期
parameter HSY_THS=9'D30 ;//脉冲宽度
parameter HSY_THB=9'D38 ;//后沿
parameter HSY_TEP=9'D320 ;//显示周期
parameter HSY_THE=9'D68 ;//同步周期
parameter HSY_THF=9'D20 ;//前沿
parameter VSY_TV=9'D262-1'D1;//周期
parameter VSY_TVS=9'D3 ;//脉冲宽度
parameter VSY_TVB=9'D15 ;//后沿
parameter VSY_TVD=9'D240 ;//显示周期
parameter VSY_TVF=9'D4 ;//前沿
//lcd背光常开
assign lcd_light_en=1'b1;
//配置驱动时钟6.25mHz
reg [1:0] lcd_cnt;
always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(rst_n==1'b0)begin
lcd_cnt<=1'b0;
end
else begin
lcd_cnt<=lcd_cnt+1'b1;
end
end
assign lcd_clk=lcd_cnt[1];
wire dchange ={lcd_cnt==2'd2};
//X和Y轴计数器
reg[8:0] xcnt;
reg[8:0] ycnt;
always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(rst_n==1'b0)begin
xcnt<=1'b0;
end
else if(dchange==1'b1)begin
if(xcnt==HSY_TH)begin
xcnt<=1'b0;
end
else begin
xcnt<=xcnt+1'b1;
end
end
else;
end
always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(rst_n==1'b0)begin
ycnt<=1'b0;
end
else if(dchange&&xcnt==HSY_TH)begin
if(ycnt==VSY_TV)begin
ycnt<=1'b0;
end
else begin
ycnt<=ycnt+1'b1;
end
end
else begin
ycnt<=ycnt;
end
end
//lcd显示的有效区域
reg valid;
always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(rst_n==1'b0)begin
valid<=1'b0;
end
else if(ycnt>=(VSY_TVS+VSY_TVB)&&ycnt<(VSY_TVS+VSY_TVB+VSY_TVD)&&
xcnt>=(HSY_THS+HSY_THB)&&xcnt<(HSY_TEP+HSY_THB+HSY_THE))begin
valid<=1'b1;
end
else begin
valid<=1'b0;
end
end
//LCD驱动行场同步信号产生逻辑
always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(rst_n==1'b0)begin
lcd_hsy<=1'b1;
end
else if(xcnt==1'b0)begin
lcd_hsy<=1'b0;
end
else if(xcnt>=HSY_THS)begin
lcd_hsy<=1'b1;
end
else begin
lcd_hsy<=lcd_hsy;
end
end
always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(rst_n==1'b0)begin
lcd_vsy<=1'b1;
end
else if(ycnt==1'b0)begin
lcd_vsy<=1'b0;
end
else if(ycnt>=VSY_TVS)begin
lcd_vsy<=1'b1;
end
else begin
lcd_vsy<=lcd_vsy;
end
end
//产生显示条纹
reg [3:0]tmp_cnt;
always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(rst_n==1'b0)begin
tmp_cnt<=1'b0;
end
else if(valid==1'b0)begin
tmp_cnt<=1'b0;
end
else if(valid&&dchange)begin
if(tmp_cnt<4'd9)begin
tmp_cnt<=tmp_cnt+1'b1;
end
else begin
tmp_cnt<=1'b0;
end
end
end
reg [15:0]lcd_db_rgb;
always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(rst_n==1'b0)begin
lcd_db_rgb<=16'd0;
end
else if(valid)begin
if((tmp_cnt==4'd9)&&dchange)begin
lcd_db_rgb[15:11]<=lcd_db_rgb[15:11]+1'b1;
end
else;
end
else begin
lcd_db_rgb<=1'b0;
end
end
assign lcd_r =valid ? lcd_db_rgb[15:11]:5'd0;
assign lcd_g =valid ? lcd_db_rgb[10:5]:6'd0;
assign lcd_b =valid ? lcd_db_rgb[4:0]:5'd0;
endmodule
下板子效果图: