在网上找了许久，发现FPGA用串口驱动LCD12864程序很少，基本上没有。刚开始窃喜，中间郁闷，最后还是高兴，为什么这样说呢！头一回在没有参考程序的情况下，完全是照时序图写（自信），中间调试过程遇到一点小插曲（郁闷），后来搞定（高兴），也算是对这段时间学习FPGA的一个能力检测吧。废话少说，赶紧步入正题。
首先来看一下串口模式的几个重要管脚：
1、lcd_cs（PIN4)，使能信号，高有效（有的资料上写着低有效，高低我都试过，确认是低有效），定义output。
2、lcd_sid(PIN5),数据传输线，相当于I2C的SBDA数据传输线，可定义双向，这里仅只有写，所以定义output。
3、lcd_scl(PIN6),数据传输的时钟，相当于I2C的SBCL时钟线,定义output，这里注意，很多资料上没说这频率多少合适，而有的资料上写的是高脉冲和低脉冲不能小于800ns或其他数据，一开始本以为这个时钟会比并口时钟会快一些，参考“verilog hdl的那些事儿”中，频率设置100KHZ，他的是ST7566P，我的是ST7920，同一个系列，频率应该会差不多吧，以上条件完全让我把频率设置在100KHZ，那么这个实验注定要失败，我就是栽倒在这，中间调试时，把频率往小降，往大增（就是没想到要那么慢的时钟），结果就是不行，要么出现乱码，要么不显示，后来干脆就把这频率设置成与并口一样的时钟，周期6MS（当然这个频率不是最佳值，到底多少只有自己去试试了），喔、喔,终于正确的显示了，高兴阿。
4、PSB(PIN15)，串口模式，可以直接接地，程序中是设置为低，定义output。
管脚都清楚了，那么接下来看时序图，是很重要的一步：在发送数据前，CS要为高，发送数据是先连续发送5个1，用来启动一个周期，此时传输计数被重置，并且串行传输被同步。紧接的两个位指定传输方向（RW，确定读还是写）和传输性质（RS，确定是命令寄存器还是数据寄存器），最后的第八位是一个“0”，一个启动字节发送完毕，那么紧接着发送数据或是指令。一个数据或指令要分为两个字节来处理，先发高4bit，紧接着连续发送4个0，在发送低4bit，又紧接着发送4个0，也就是说完整发送完一个数据或命令，lcd_scl得打24个节拍。由于本实验也是只写不读，所以得避开LCD的忙状态，所以每次发送完一个数据或是命令后，在打一个节拍（25个），本程序中一个节拍的时间（6MS）足够避开LCD的忙状态。这里也要注意，当把所有数据处理完之后，lcd_scl得关闭，也就是拉低，否则，屏会一直刷新，覆盖掉原有的内容，最终全屏成乱码。
OK，时序搞定，那么可以利用状态机完成，代码实现
LCD12864_SPI.v
module LCD12864_SPI(
//input
sys_clk,
rst_n, //output
lcd_cs,
lcd_sid,
lcd_scl,
lcd_psb
);
input sys_clk;//50MHZ
input rst_n; output lcd_cs; //enable,H active
output lcd_sid; //SPI data
output lcd_scl; //SPI clk
output lcd_psb; ////H:parallel module L:SPI module
/***************************************************/
assign lcd_psb = 'b0;//串口模式
/***************************************************/
parameter T3MS = 'd149_999;
parameter IDLE = 'd0, //准备状态
SEND_1 = 'd1, //连续发送5个1
SNED_RW = 'd2, //是写还是读
SEND_RS = 'd3, //是指令还是数据
SEND_0 = 'd4, //发送一个0，代表启动字节结束
SEND_DATA_H = 'd5, //发送数据的高4bit
SEND_FOUR_0 = 'd6, //连续发送四个0
SEND_DATA_L = 'd7, //发送数据的低4bit
DELAY = 'd8, //延时一个lcd_clk周期，避开LCD的忙状态
STOP = 'd9; //结束
/***************************************************/
////产生周期为6MS的lcd_clk给LCD
reg [:] cnt;
reg lcd_clk;
always @(posedge sys_clk or negedge rst_n)
if(!rst_n) begin
cnt <= 'd0;
lcd_clk <= 'b0;
end
else if(cnt == T3MS)begin
cnt <= 'd0;
lcd_clk <= ~lcd_clk;
end
else
cnt <= cnt + 'b1;
/***************************************************/
assign lcd_scl = en ? lcd_clk : 'b0; //发送完之后，必须得停止，否则屏一直刷新，最后成全屏乱码
/***************************************************/
//在下降沿设置数据或命令
reg lcd_sid;
reg lcd_cs;
reg [:] i;
reg [:] j;
reg [:] num;
reg [:] state;
reg [:] dis_data;
reg flag; //用来标志一个dis_data数据发送完
reg en; //lcd_scl的使能信号
always @(posedge lcd_clk or negedge rst_n)
if(!rst_n) begin
lcd_sid <= 'bz;
lcd_cs <= 'b0;
i <= 'd0;
j <= 'd0;
num <= 'd0;
state <= IDLE;
flag <= 'b0;
en <= 'b1;
end
else
case(state) IDLE:
begin
lcd_cs <= 'b1;
state <= SEND_1;
end SEND_1://发送5个1
begin
i <= i + 'b1;
lcd_sid <= 'b1;
if(i == 'd4) begin
i <= 'd0;
state <= SNED_RW;
end
else
state <= SEND_1;
end SNED_RW:
begin
lcd_sid <= 'b0;//写
state <= SEND_RS;
end SEND_RS:
begin
state <= SEND_0;
if((num <= 'd5) || (num == 7'd18)
|| (num == 'd25) || (num == 7'd34)
|| (num == 'd41) || (num == 7'd42)
|| (num == 'd75))
lcd_sid <= 'b0;//命令
else
lcd_sid <= 'b1;//数据
end SEND_0:
begin
lcd_sid <= 'b0;//一个启动字节结束
state <= SEND_DATA_H;
end SEND_DATA_H: //进入发送高4bit
begin
j <= j + 'b1;
lcd_sid <= dis_data[-j];
if(j == 'd3)
state <= SEND_FOUR_0;
else
state <= SEND_DATA_H;
end SEND_FOUR_0: //进入连续发送四个0
begin
i <= i + 'b1;
lcd_sid <= 'b0;
if(i == 'd3) begin
i <= 'd0;
if(flag) begin
num <= num + 'b1;
flag <= 'b0;
state <= DELAY;
end
else
state <= SEND_DATA_L;
end
else
state <= SEND_FOUR_0;
end SEND_DATA_L: //进入连续发送低4bit
begin
j <= j + 'b1;
lcd_sid <= dis_data[-j];
if(j == 'd7) begin
j <= 'd0;
flag <= 'b1; //标志一个字节发送完
state <= SEND_FOUR_0;
end
else
state <= SEND_DATA_L;
end DELAY: //延时，避开LCD的忙状态
if(num <= 'd77)
state <= SEND_1;
else
state <= STOP; STOP:
begin
lcd_cs <= 'b0;
en <= 'b0;
state <= STOP;
end endcase
/***************************************************/
always @(num)
case(num)
'd0 : dis_data = 8'h30;//功能设定
'd1 : dis_data = 8'h30;//功能设定
'd2 : dis_data = 8'h0c;//显示设定
'd3 : dis_data = 8'h01;//清屏
'd4 : dis_data = 8'h06;//进入设定点
'd5 : dis_data = 8'h81;//设置DDRAM地址
//欢迎访问博客
'd6 : dis_data = 8'hbb;
'd7 : dis_data = 8'hb6;
'd8 : dis_data = 8'hd3;
'd9 : dis_data = 8'had;
'd10 : dis_data = 8'hb7;
'd11 : dis_data = 8'hc3;
'd12 : dis_data = 8'hce;
'd13 : dis_data = 8'hca;
'd14 : dis_data = 8'hb2;
'd15 : dis_data = 8'ha9;
'd16 : dis_data = 8'hbf;
'd17 : dis_data = 8'hcd;
//2line 显示 文少清
'd18 : dis_data = 8'h92;//设置DDRAM地址
'd19 : dis_data = 8'hce;
'd20 : dis_data = 8'hc4;
'd21 : dis_data = 8'hc9;
'd22 : dis_data = 8'hd9;
'd23 : dis_data = 8'hC7;
'd24 : dis_data = 8'he5;
//3line 显示 LCD12864
'd25 : dis_data = 8'h8a;//设置DDRAM命令
'd26 : dis_data = "L";
'd27 : dis_data = "C";
'd28 : dis_data = "D";
'd29 : dis_data = "1";
'd30 : dis_data = "2";
'd31 : dis_data = "8";
'd32 : dis_data = "6";
'd33 : dis_data = "4";
//4Line显示 谢谢！
'd34 : dis_data = 8'h9d;//设置DDRAM地址
'd35 : dis_data = 8'hd0;
'd36 : dis_data = 8'hbb;
'd37 : dis_data = 8'hd0;
'd38 : dis_data = 8'hbb;
'd39 : dis_data = 8'ha3;
'd40 : dis_data = 8'ha1;
//4Line显示喇叭
'd41 : dis_data = 8'h30;//功能设定
'd42 : dis_data = 8'h40;//设定CGRAM字符的位置
'd43 : dis_data = 8'h00;
'd44 : dis_data = 8'h39;
'd45 : dis_data = 8'h00;
'd46 : dis_data = 8'h6a;
'd47 : dis_data = 8'h00;
'd48 : dis_data = 8'ha8;
'd49 : dis_data = 8'h01;
'd50 : dis_data = 8'h29;
'd51 : dis_data = 8'h7e;
'd52 : dis_data = 8'h2a;
'd53 : dis_data = 8'hfc;
'd54 : dis_data = 8'h28;
'd55 : dis_data = 8'hfc;
'd56 : dis_data = 8'h29;
'd57 : dis_data = 8'hcc;
'd58 : dis_data = 8'h2a;
'd59 : dis_data = 8'hcc;
'd60 : dis_data = 8'h28;
'd61 : dis_data = 8'hfc;
'd62 : dis_data = 8'h29;
'd63 : dis_data = 8'hfc;
'd64 : dis_data = 8'h2a;
'd65 : dis_data = 8'h7e;
'd66 : dis_data = 8'h28;
'd67 : dis_data = 8'h01;
'd68 : dis_data = 8'h29;
'd69 : dis_data = 8'h00;
'd70 : dis_data = 8'haa;
'd71 : dis_data = 8'h00;
'd72 : dis_data = 8'h68;
'd73 : dis_data = 8'h00;
'd74 : dis_data = 8'h38;
'd75 : dis_data = 8'h99;//设置DDRAM地址
'd76 : dis_data = 8'h00;//设置自定义显示字符编码 高8bit 是数据不是命令
'd77 : dis_data = 8'h00;//设置自定义显示字符编码 低8bit
default: dis_data = 'h00;
endcase endmodule
显示效果：这次把星星月亮换成一个小喇叭
