FPGA之NIOS系統LCD1602核及自定義LCD液晶IP核
前言
在前期文章中提到了LCD1602一些基本知識，包括控制，顯示，時序。那如何在NIOS系統創建LCD1602的IP核？
由於在Qsys中提供了Optrex 16207 LCD Controller Core（下文統稱1602控制核），因此我們只需調用，然後集成到我們的NIOS系統中即可，而且屬於字符型輸出設備，支持printf()，即我們可以直接輸出我們想要的內容。
那麼LCD1602控制核是如何進行工作的呢？
當把LCD1602控制核加入系統編譯成功時，文件夾下會出現LCD16207.V的文件，我們來分析官方提供的文件是怎樣進行描述的？
由上圖端口定義得出以下總體結構
由上圖可以看出LCD1602外設連接到LCD1602控制核上有11個信號：(信號命名根據.v文件)
LCD_E------輸出使能
LCD_RS------數據/命令選擇（輸出）
LCD_RW------讀或寫選擇（輸出）
LCD_data------8位數據總線（雙向DB0~DB7）
第一步：
我們首先需要控制輸出使能LCD_E信號，根據Avalon-mm總線規則，可以看出有讀寫使能信號，而對於LCD1602來說，只有當LCD_E爲下降沿時，指令或數據纔有效，不論是對總線是什麼操作，因此可以將讀寫使能賦值給LCD_E輸出使能。
第二步;
我們需要理解LCD_RS和LCD_RW對於外設來講是兩個寄存器，而這兩個寄存器是需要地址來進行訪問的，因此第二步需要將LCD_RS和LCD_RW賦一個地址。
第三步：
此時我們需要知道LCD1602外設數據如何去與CPU進行交互？因爲數據總線是雙向的，因此三態門必不可少，其中readdata其實是總線上的接口，LCD_data賦值即可，也可對外來數據LCD_data進行異步信號同步處理。
而且Altera爲Nios II處理器提供了HAL系統庫驅動程序，使你能夠使用ANSIC標準庫功能訪問LCD控制器， Altera提供的驅動程序集成到了Nios II系統的HAL系統庫中。
即LCD1602控制器附以下軟件文件。 這些文件定義了與硬件的底層接口，並提供了HAL驅動程序。
•altera_avalon_lcd_16207_regs.h-該文件定義內核的寄存器映射，提供用於訪問底層硬件的符號常量。
•altera_avalon_lcd_16207.h，altera_avalon_lcd_16207.c-這些文件實現了HAL系統庫的LCD控制器設備驅動程序。
綜上可知，其實LCD1602控制核是個很簡單的IP核，那我們如何在最小系統中去設計其他液晶的IP核呢？
自定義LCD液晶IP核
由LCD1602控制核須知自定義IP的接口有哪些？
1.全局時鐘（Clk）和復位(Rst_n)信號必不可少。
2.Avalon-mm slave總線接口（接口信號根據實際外設接口來選擇）
1)地址總線（avs_address）
2)片選信號（avs_chipselect /avs_chipselect_n）
3)寫請求（avs_write /avs_write_n）
4)寫數據（avs_writedata（8/16/32位 位寬））
5)讀請求（avs_read /avs_read_n）
6)讀數據（avs_readdata（8/16/32位 位寬））
7)等待信號（avs_waitrequest / avs_waitrequest_n）
8)讀數據有效信號（avs_data_valid）
3.導出信號
導出到NIOS 系統層，分配到IO，或者連接到Qsys系統以外的邏輯。
下圖是接口8080時序控制的液晶IP核。
那這時我們發現液晶信號的busy忙信號及RST復位信號未在導出信號之列，因爲這兩個信號在最小NIOS系統中可以單獨用PIO核來進行讀取控制。
5.7寸液晶導出的信號控制邏輯與LCD1602控制核一致。
當我們將該5.7寸文件編譯通過後,就開始對我們的IP核進行封裝。
自定義IP核封裝
步驟一：點擊下圖位置打開自定義IP封裝嚮導。
步驟二：如下圖所示填好基本信息，最好將該元件納入分組中，以便後期管理。
步驟三：將我們寫好的.v文件添加進來分析，這裏注意，因爲這個IP核只有一個文件，因此頂層文件就是LCD，如果自定義IP核涉及多個文件，那麼一定要注意頂層文件是哪一個。
步驟四：這裏就體現信號規範命名的好處，接口和信號類型就顯示正確，如果不正確，我們手動改變接口類型，注意信號類型如片選有低有效和高有效，不能與設計文件相違背，再例如我們導出的信號類型是.export，因此選擇new_conduit接口。
步驟五：先移除掉無信號接口，在對每個接口進行配置，注意總線上的讀寫時序與接口8080一致，保證無錯誤即可生成.hw.tcl文件
