液晶和矩陣鍵盤SOPC外設組件設計開發

圖 4 VGA 和HY-12864E 字模顯示示意圖

變換后的字庫文件HZK16_lcd.bin 和ASC16_lcd.bin 通過Nios II Command Shell 的命令 bin2flash 轉換為.Flash 文件后就可以下載到NiosII 開發板中Flash 特定位置，供中英文顯示 時字模查詢使用，假定Flash 大小是2Mbytes，起始地址是0x0，方法如下：

bin2flash--location=0x100000--input=HZK16_lcd.bin --output=HZK16_lcd.flash

bin2flash --location=0x10ffff --input=ASC16_lcd.bin --output=ASC16_lcd.flash

nios2-flash-programmer --base=0x0 HZK16_lcd.flash(中文字庫下載到Flash 的0x100000 位置)

nios2-flash-programmer --base=0x0 ASC16_lcd.flash (英文字庫下載到Flash 的0x10ffff 位置)

由于 LCD 是接在Avalon 總線的從端口上的，在完成LCD 用戶組件時使用的地址映射 (Slave Addressing)是memory 方式，這種方式可以支持一個字節(8bits)寬度的數據訪問， 而LCD 的數據寬度也是一個字節，因此可以使用IOWR_8DIRECT(BASE，OFFSET，DATA) 和IORD_8DIRECT(BASE，OFFSET)函數完成對LCD 的寫、讀操作，根據前面地址線的連 接定義，我們可以定義對LCD 的操作函數如表4 所示。

表 4：LCD 的讀寫操作函數定義

這里的 LCD_HY12864_BASE 為LCD 在NiosII 軟核中的基地址。HD61202 控制器通過寫相 應的命令控制LCD 顯示的開關、起始行號、操作的行地址列地址等，通過讀狀態獲得LCD 的工作信息，通過讀/寫數據指令讀出寫入RAM 中的數據。在這些基本的LCD 讀寫函數上， 定義LCD 操作的宏參數，編寫一些對LCD 的操作函數：LCD 初始化函數、清行函數、置行函 數、顯示一行中英文的函數等。其中顯示一行中英文流程如圖5 所示。

圖 5 中英文顯示流程圖

4. 本文創新點

最后經過測試，矩陣鍵盤按鍵中斷響應準確無誤，由于掃描的過程由硬件實現，不占用 CPU 資源，大大提高了系統的性能。LCD 可以接收任意中英文的輸入顯示。在開發設計過 程中，矩陣鍵盤和LCD 接口均封裝為用戶自定義外設組件，加入SOPC Builder 的元件庫中， 可以很方便地在其他系統中根據實際情況添加使用，二者的驅動程序也可以很方便地移植到 其他工程設計中，體現出了SOPC 片上可編程系統靈活、方便、可重用的優勢。本文設計的 矩陣鍵盤和LCD 成功應用到筆者設計的PDA 項目中。