NIOSⅡ實現矩陣鍵盤和液晶顯示外設組件

3 LCD顯示模塊的程序設計

　　在NiosⅡ和LCD的接口中，一方面可以通過在NiosⅡ系統中添加相應I/O口的方式來實現對液晶顯示屏LCD的間接控制，另一方面也可以利用構建IP核來直接進行控制。第一種是將LCD接口當作普通的外部設備PIO進行操作，LCD的數據以及讀、寫使能、片選信號等都包括在PIO總線內;第二種是在SOPC Builder中自己定義eomponent，并把液晶顯示模塊看成外部存儲器，直接做成Avalon總線Slave設備。

　　第一種方法在硬件工程中，需要設計與外設相連的I/O接口;而在軟件工程中，需要用戶編寫相應的接口程序對外設進行初始化，設置相應的外設寄存器。在每次新建一個工程后，這樣的工作都得重復進行，因而會增加開發成本。第二種方案需要寫HDL模塊，自己定義控制狀態、數據寄存器和控制位，這種方式控制靈活，易于實現復雜的控制時序，而且一旦自定義設備成功后，就可以像使用其他設備一樣來使用這些設備。用戶也可以將這些設備共享給其他的使用者，這樣就大大減少了重復工作。本設計中采用第二種方法。

　　在Altera SOPC Builder中雙擊Create NewComponent，打開Component窗口，并在HDL Files標簽下添加LCD硬件描述語言編寫的文件(該文件描述了組件與Avalon總線的接口以及組件與液晶屏的接口)，系統編輯器就會立即自動對文件進行分析，并從文件中讀I/O信號和參數信息。Lcd 12864自定義邏輯信號如圖3所示。

　　完成LCD_12864器件的加入后，LCD_12864器件就會出現在SOPC Builder的組件選擇欄的“User Logic”項目下。圖4所示是LCD模塊的管腳分配圖。

　　LCD模塊的初始化就是對LCD進行模式設置。由于SOPC Builder中的LCDl2864控制模塊已經考慮了LCD的讀寫時序，所以使用NiosⅡIDE進行LCD驅動和控制時只需對LCD進行初始化。其部分初始化子程序如下：

　　之后，打開NiosⅡIDE，創建軟件工程，編寫test程序，即可測試驗證液晶模塊的顯示結果。其中部分程序如下：

　　4 結束語

　　本設計最后經過測試證明，矩陣鍵盤按鍵中斷響應準確無誤。由于其掃描過程由硬件實現，無需占用CPU資源，故可大大提高系統的性能，LCD可以接收任意中英文的輸入顯示。