例说FPGA连载86：工业现场实时监控界面设计之波形产生模块代码解析

rousong1989

例说FPGA连载86：工业现场实时监控界面设计之波形产生模块代码解析

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该模块实现NIOS II的Avalon-MM总线从机接口，将NIOS II写入的数据缓存到寄存器或双口RAM中。该模块从NIOS II获取的数据将实现LCD显示的波形窗口的控制。

该模块的基本功能框图如图17.13所示，Avalon-MM总线从机逻辑接收到的数据或者直接用于LCD的波形窗口控制，或者锁存到双口RAM中用于波形点的显示。

图17.13 波形控制器模块功能框图

该模块的接口定义如表17.1所示。

表17.1 波形控制器模块信号接口定义

信号名	方向	功能描述
avawave_cs_n	input	Avalon-MM总线片选信号，低电平有效。
avawave_wr_n	input	Avalon-MM总线写使能信号，低电平有效。
avawave_addbus[9:0]	input	Avalon-MM总线地址信号，可寻址访问0-1023。
avawave_datbus[7:0]	input	Avalon-MM总线数据信号。
wave_rclk	input	双口RAM读时钟信号。
wave_rden	input	双口RAM读使能信号
wave_datbus[7:0]	output	双口RAM读出数据，即当前波形高度数据。
wave_xs[9:0]	output	波形显示起始X坐标。
wave_ys[9:0]	output	波形显示起始Y坐标。
wave_xe[9:0]	output	波形显示结束X坐标。
wave_ye[9:0]	output	波形显示结束Y坐标。
wave_fcor[15:0]	output	波形显示前景色。
wave_bcor[15:0]	output	波形显示背景色。
wave_disp	output	波形显示使能信号，高电平有效。

         Avalon-MM总线可读写的寄存器及其地址定义如表17.2所示。

表17.2 波形控制器模块可访问寄存器定义

寄存器	地址	功能描述
dram_wrdata[7:0]	10'd0-10'd999	双口RAM的写入数据，即LCD显示波形点的高度。
wave_xs[9:8]	10'd1000	波形显示起始X坐标。
wave_xs[7:0]	10'd1001	波形显示起始X坐标。
wave_ys[9:8]	10'd1002	波形显示起始Y坐标。
wave_ys[7:0]	10'd1003	波形显示起始Y坐标。
wave_xe[9:8]	10'd1004	波形显示结束X坐标。
wave_xe[7:0]	10'd1005	波形显示结束X坐标。
wave_ye[9:8]	10'd1006	波形显示结束Y坐标。
wave_ye[7:0]	10'd1007	波形显示结束Y坐标。
wave_add_en	10'd1008	LCD读双口RAM起始地址递增使能信号，高电平有效。当完成一行完整的波形点显示后，希望实现类似示波器的波形右移效果，则使能该寄存器位。
wave_fcor[15:8]	10'd1010	波形显示前景色。
wave_fcor[7:0]	10'd1011	波形显示前景色。
wave_bcor[15:8]	10'd1012	波形显示背景色。
wave_bcor[7:0]	10'd1013	波形显示背景色。
dram_clr	10'd1014	双口RAM清除信号，高电平有效。
wave_disp	10'd1016	波形显示使能信号，高电平有效。

使用这些寄存器，如图17.14所示，我们可以在LCD上配置出一个起始点为（wave_xs,wave,ys），终点为（wave_xe,wave_ye），背景色为wave_bcor（黑色），波形色为wave_fcor（白色）的矩形波形窗口。

当我们设置wave_add_en为0，wave_disp为1，并且连续送入（wave_xe - wave_xs）个波形点数据后，则出现图示的波形效果。若我们再送数据，则波形点会从wave_xs坐标开始覆盖原来的点。只有当我们设置wave_add_en为1，那么原波形将右移一个像素点，并且新的波形从wave_xe的位置出现，这就实现了类似示波器的移动效果。

图17.14 波形显示界面示意图