FPGA之旅设计99例之第十一例-----OLED显示字符

一. 简介

这是FPGA之旅的第十一例了。在前面的例子中，已经对OLED有了一个基础的了解，本例将介绍如何在OLED上实现支符的显示，为后面的例程做准备。

显示字符需要先使用字摸软件取模，将得到的字摸数据存储到寄存器当中，这个过程可以利用Python生成。然后设置好显示的XY坐标，最后发送字符数据即可。对于字符占两个page的话，也就是字符高度大于8的情况，中间还需要重新设置page。

二. 字摸软件简介

字摸软件选用PCtoLCD2002,这个比较常用，也是比较方便，界面如下图所示。

点击选项，在弹出的界面中，对生成的字符数据进行设置，为了方便python进行解析，特意设置生成格式如下。

设置好后，×掉，设置好字宽和字高后，输入需要生成的字符数据，然后点击生成字摸就可以在文本框中看到生成的数据，然后点击保存字摸，就可以将字摸数据保存到TXT文件中了。字摸软件的介绍就到这里了。

三. Python程序编写

想着，大家对python可能不太了解，程序就不贴出来，可以作为一个工具来用，对每个字符生成如下的always块，字体大小为16*16，方便FPGA读取。

always@(posedge clk or negedge rst)
begin
	if(rst == 1'b0)
	begin
 		 data1[0] = 8'h00;
		 data1[1] = 8'h40;
		 data1[2] = 8'h64;
		 data1[3] = 8'h1C;
		 data1[4] = 8'h8A;
		 data1[5] = 8'h6C;
		 data1[6] = 8'h1C;
		 data1[7] = 8'h04;
		 data1[8] = 8'hFC;
		 data1[9] = 8'h8A;
		 data1[10] = 8'h5C;
		 data1[11] = 8'h64;
		 data1[12] = 8'h54;
		 data1[13] = 8'h54;
		 data1[14] = 8'h10;
		 data1[15] = 8'h00;
	end
end
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四. 字符显示模块

这里演示的是8*16大小的字符（中途没有换行操作，便于理解显示的过程），也就是显示一个字符，需要向OLED发送16次IIC请求。

(一) 模块信号列表

现在这个模块和初始化模块一样，信号列表都是一样的。当字符请求来了，就把显示的字符数据发送出去。

module OLED_ShowFont(

	input			sys_clk,
	input			rst_n,
	
	input			ShowFont_req,		 //字符显示请求
	input			write_done,			 //iic一组数据写完成
	
	output[23:0]	ShowFont_Data,		 //字符显示数据
	
	output			ShowFont_finish   //字符显示完成
);
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(二). 具体代码实现

1. 显示一个8*16大小的字符，需要先指定对应的XY坐标，也就是page数和Column地址，发送三个命令即可。
2. 随后发送16byte的字符数据，就完成了一个支符的显示。

always@(*)
begin
	case(showfont_index)
        'd0   showfont_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hB0 + 8'h03};   //'d3代表显示的起始页地址为4
        'd1:  showfont_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h00 + 8'h02};	//'d2代表显示的起始column的低四位为2
        'd2:  showfont_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h10 + 8'h02};   //'d2代表显示的起始column的高四位为2
        														//即显示的column的起始地址为8'h22,即'd34
        default:	showfont_data_reg <= {8'h78,8'h40,fontdata};//显示的数据   
	endcase
end
OLED_FontData OLED_FontData_HP(
	.sys_clk			(sys_clk),
	.rst_n			    (rst_n),
	.index			    (showfont_index - 'd3),
	.data				(fontdata)
);
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3. 发送完3byte+16byte的数据后，即显示结束，也就是当showfont_index == 18的时候，并且在第19个数据刚刚写完的时候。

assign showFont_finish = (showfont_index == 'd18 && write_done == 1'b1) ? 1'b1 : 1'b0;
always@(posedge sys_clk or negedge rst_n)
begin
	if(rst_n == 1'b0)
		showfont_index <= 'd0;
    else if(showFont_finish == 1'b1)   //字符数据显示完后，showfont_index置0
		showfont_index <= 'd0;
    else if(write_done == 1'b1)   //每写完一组数据，showfont_index就加一
		showfont_index <= showfont_index + 1'b1;
	else
		showfont_index <= showfont_index;
end
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(三). OLED_TOP模块改动

这部分的修改也很少，只需要添加一个状态，在OLED初始化完成后，进入字符显示状态，最后进入空闲态即可，其他的添加和初始化部分一样。

always@(*)
begin
	case(state)
	OLED_INIT:
		if(init_finish == 1'b1)
			next_state <= OLED_ShowFont;
		else
			next_state <= OLED_INIT;
	OLED_ShowFont:
		if(showfont_finish == 1'b1)
			next_state <= OLED_IDLE;
		else
			next_state <= OLED_ShowFont;
	OLED_IDLE:
		next_state <= OLED_IDLE;

	default: next_state <= OLED_INIT;
	endcase
end
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这里就进行了一个简单的字符显示例程，当然在实际使用的时候，会复杂很多，例如有多个不同大小的字符进行显示，以及动态显示字符等等情况，但核心的写法可以参考本例。

显示效果如下

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