一、概述:

       
逐字节发送初始化命令给OLED,设置OLED的一些寄存器。当然,我自己肯定也没有去研究过应该发哪些命令(毕竟用32的使用都是直接copy的代码),然后现在也是参照之前32驱动OLED的初始化命令来实现OLED的初始化。

        先贴一份32的代码(大伙也可以自己去改编为Verilog来练练手)
void OLED_Init(void) { OLED_SPI_Init(); OLED_CLK = 1; OLED_RST = 0;
OLED_DLY_ms(100); OLED_RST = 1; //从上电到下面开始初始化要有足够的时间,即等待RC复位完毕 WriteCmd(0xAE);
// Display Off (0x00) WriteCmd(0xD5); WriteCmd(0x80); // Set Clock as 100
Frames/Sec WriteCmd(0xA8); WriteCmd(0x3F); // 1/64 Duty (0x0F~0x3F)
WriteCmd(0xD3); WriteCmd(0x00); // Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)
WriteCmd(0x40 | 0x00); // Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)
WriteCmd(0x8D); WriteCmd(0x10 | 0x04); // Enable Embedded DC/DC Converter
(0x00/0x04) WriteCmd(0x20); WriteCmd(0x02); // Set Page Addressing Mode
(0x00/0x01/0x02) WriteCmd(0xA0 | 0x01); // Set SEG/Column Mapping
WriteCmd(0xC0); // Set COM/x Scan Direction WriteCmd(0xDA); WriteCmd(0x02 |
0x10); // Set Sequential Configuration (0x00/0x10) WriteCmd(0x81);
WriteCmd(0xCF); // Set SEG Output Current WriteCmd(0xD9); WriteCmd(0xF1); //
Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 Clock WriteCmd(0xDB);
WriteCmd(0x40); // Set VCOM Deselect Level WriteCmd(0xA4 | 0x00); // Disable
Entire Display On (0x00/0x01) WriteCmd(0xA6 | 0x00); // Disable Inverse Display
On (0x00/0x01) WriteCmd(0xAE | 0x01); // Display On (0x01) OLED_Clear(); //初始清屏
} /*************************************************************************/
/*函数功能: 将OLED从休眠中唤醒 */
/*************************************************************************/
void OLED_ON(void) { WriteCmd(0X8D); //设置电荷泵 WriteCmd(0X14); //开启电荷泵
WriteCmd(0XAF); //OLED唤醒 }
/*************************************************************************/
/*函数功能: 更新显存到OLED */
/*************************************************************************/
void OLED_Refresh_Gram(void) { u8 i,n; for(i=0;i<8;i++) { WriteCmd(0xb0+i);
//设置页地址(0~7) WriteCmd(0x00); //设置显示位置—列低地址 WriteCmd(0x10); //设置显示位置—列高地址
for(n=0;n<128;n++)WriteData(OLED_GRAM[n][i]); } }
二、Verilog代码编写        

        将用到的命令先用reg型变量寄存起来
//初始化命令 //这个初始化的点更密集 initial begin init_cmd[0] = 8'hAE; init_cmd[1] = 8'hD5;
init_cmd[2] = 8'h80; init_cmd[3] = 8'hA8; init_cmd[4] = 8'h3F; init_cmd[5] =
8'hD3; init_cmd[6] = 8'h00; init_cmd[7] = 8'h40; init_cmd[8] = 8'h8D;
init_cmd[9] = 8'h10|8'h04; init_cmd[10] = 8'h20; init_cmd[11] = 8'h02;
init_cmd[12] = 8'hA0|8'h01; init_cmd[13] = 8'hC0; init_cmd[14] = 8'hDA;
init_cmd[15] = 8'h02|8'h10; init_cmd[16] = 8'h81; init_cmd[17] = 8'hCF;
init_cmd[18] = 8'hD9; init_cmd[19] = 8'hF1; init_cmd[20] = 8'hDB; init_cmd[21]
= 8'h40; init_cmd[22] = 8'hA4|8'h00; init_cmd[23] = 8'hA6|8'h00; init_cmd[24] =
8'hAE|8'h01; end //oled开命令 initial begin oled_on_cmd[0] = 8'h8D;oled_on_cmd[1]
= 8'h14;oled_on_cmd[2] = 8'hAF; end //oled清零命令 //也就是设置页地址,设置显示的低地址和设置显示的高地址
initial begin clear_cmd[0] = 8'hB0;clear_cmd[1] = 8'h00;clear_cmd[2] =
8'h10;//第0页 clear_cmd[3] = 8'hB1;clear_cmd[4] = 8'h00;clear_cmd[5] =
8'h10;//第1页 clear_cmd[6] = 8'hB2;clear_cmd[7] = 8'h00;clear_cmd[8] =
8'h10;//第2页 clear_cmd[9] = 8'hB3;clear_cmd[10] = 8'h00;clear_cmd[11] =
8'h10;//第3页 clear_cmd[12] = 8'hB4;clear_cmd[13] = 8'h00;clear_cmd[14] =
8'h10;//第4页 clear_cmd[15] = 8'hB5;clear_cmd[16] = 8'h00;clear_cmd[17] =
8'h10;//第5页 clear_cmd[18] = 8'hB6;clear_cmd[19] = 8'h00;clear_cmd[20] =
8'h10;//第6页 clear_cmd[21] = 8'hB7;clear_cmd[22] = 8'h00;clear_cmd[23] =
8'h10;//第7页 end
       
然后接下来就是写状态机进行状态转换了,大概的逻辑就是,有一个状态来为spi写的数据data赋值,还有一个状态用来检测当前状态的命令是否写完了,写完则跳转到下一个状态,否则就继续写下一个数据,当然得等待spi把上一个数据写完,产生done信号后再写下一个数据

OLED初始化的全部代码
module oled_init( input clk, //时钟信号 1m的时钟 input rst_n, //复位信号 input
write_done, //spi写完成信号 获得该信号后开启下一次写 output reg oled_rst, //oled的复位引脚信号 output
reg oled_dc, //oled的dc写数据 写命令控制信号 output reg [7:0] data, //输出数据用于spi中写入数据
output reg ena_write, //spi写使能信号 output init_done //初始化完成信号 ); reg [20:0]
us_cnt; //us计数器 上电延时等待 reg us_cnt_clr; //计数器清零信号 parameter RST_NUM = 10;
//1000_000 //等待1s //状态说明 //复位状态 初始化写命令状态 oled开写命令状态 oled显示清零写命令状态 oled显示清零写数据状态
//等待初始化写命令完成 等待oled开写命令完成 等待清零写命令完成 等待清零写数据完成 parameter
Rst=0,Init=1,OledOn=2,ClearCmd=3,ClearData=4,WaitInit=5,WaitOn=6,WaitClearCmd=7,WaitClearData=8,Done=9;
reg[3:0] state,next_state;//状态机的当前状态和下一个状态 reg [7:0] init_cmd[27:0]; //初始化命令存储
reg [4:0] init_cmd_cnt; //初始化命令计数 reg [7:0] oled_on_cmd[2:0];//oled开命令存储 reg
[1:0] oled_on_cmd_cnt; //oled开命令计数 reg [7:0] clear_cmd[24:0]; //清零命令存储 reg
[4:0] clear_cmd_cnt; //清零命令计数 reg [10:0] clear_data_cnt; //清零写数据计数 //初始化命令
//这个初始化的点更密集 initial begin init_cmd[0] = 8'hAE; init_cmd[1] = 8'hD5;
init_cmd[2] = 8'h80; init_cmd[3] = 8'hA8; init_cmd[4] = 8'h3F; init_cmd[5] =
8'hD3; init_cmd[6] = 8'h00; init_cmd[7] = 8'h40; init_cmd[8] = 8'h8D;
init_cmd[9] = 8'h10|8'h04; init_cmd[10] = 8'h20; init_cmd[11] = 8'h02;
init_cmd[12] = 8'hA0|8'h01; init_cmd[13] = 8'hC0; init_cmd[14] = 8'hDA;
init_cmd[15] = 8'h02|8'h10; init_cmd[16] = 8'h81; init_cmd[17] = 8'hCF;
init_cmd[18] = 8'hD9; init_cmd[19] = 8'hF1; init_cmd[20] = 8'hDB; init_cmd[21]
= 8'h40; init_cmd[22] = 8'hA4|8'h00; init_cmd[23] = 8'hA6|8'h00; init_cmd[24] =
8'hAE|8'h01; end /* //初始化命令 //这个初始化出来的点比较稀疏 //应该是分辨率的设置不同把(猜测) initial begin
init_cmd[0] = 8'hAE; init_cmd[1] = 8'h00; init_cmd[2] = 8'h10; init_cmd[3] =
8'h00; init_cmd[4] = 8'hB0; init_cmd[5] = 8'h81; init_cmd[6] = 8'hFF;
init_cmd[7] = 8'hA1; init_cmd[8] = 8'hA6; init_cmd[9] = 8'hA8; init_cmd[10] =
8'h1F;init_cmd[11] = 8'hC8; init_cmd[12] = 8'hD3;init_cmd[13] =
8'h00;init_cmd[14] = 8'hD5;init_cmd[15] = 8'h80; init_cmd[16] =
8'hD9;init_cmd[17] = 8'h1f;init_cmd[18] = 8'hD9;init_cmd[19] = 8'hF1;
init_cmd[20] = 8'hDA;init_cmd[21] = 8'h00;init_cmd[22] = 8'hDB;init_cmd[23] =
8'h40; end */ //oled开命令 initial begin oled_on_cmd[0] = 8'h8D;oled_on_cmd[1] =
8'h14;oled_on_cmd[2] = 8'hAF; end //oled清零命令 //也就是设置页地址,设置显示的低地址和设置显示的高地址
initial begin clear_cmd[0] = 8'hB0;clear_cmd[1] = 8'h00;clear_cmd[2] =
8'h10;//第0页 clear_cmd[3] = 8'hB1;clear_cmd[4] = 8'h00;clear_cmd[5] =
8'h10;//第1页 clear_cmd[6] = 8'hB2;clear_cmd[7] = 8'h00;clear_cmd[8] =
8'h10;//第2页 clear_cmd[9] = 8'hB3;clear_cmd[10] = 8'h00;clear_cmd[11] =
8'h10;//第3页 clear_cmd[12] = 8'hB4;clear_cmd[13] = 8'h00;clear_cmd[14] =
8'h10;//第4页 clear_cmd[15] = 8'hB5;clear_cmd[16] = 8'h00;clear_cmd[17] =
8'h10;//第5页 clear_cmd[18] = 8'hB6;clear_cmd[19] = 8'h00;clear_cmd[20] =
8'h10;//第6页 clear_cmd[21] = 8'hB7;clear_cmd[22] = 8'h00;clear_cmd[23] =
8'h10;//第7页 end //1微秒计数器 always @ (posedge clk or negedge rst_n) begin if
(!rst_n) us_cnt <= 21'd0; else if (us_cnt_clr) us_cnt <= 21'd0; else us_cnt <=
us_cnt + 1'b1; end //有一个故事告诉我们 always(*)别乱用(心酸) //容易出问题。。。虽然也不知道为什么
//别什么东西都挤一起啊 赋值什么的还是和状态转换分开 //放进时序电路里面 //但是状态转换的下一个状态也不能放进时序电路里面
//会造成当前状态到下一个状态延迟一个时钟周期,时序可能就比较乱 always @(*) begin if(!rst_n) begin next_state
= Rst; end else begin case(state) //复位等待状态 //等待上电复位 Rst: next_state = us_cnt >
RST_NUM ? Init : Rst; //初始化状态 Init: next_state = WaitInit; //进入等待写命令完成的状态
//等待初始化命令写完成状态 //到达这个状态时cmd cnt才加到1,所以要大一个值判断 //是否25个命令写完成 写完成进入下一个状态
//否则是否spi写完成 spi写完成继续写下一个命令 否则就继续等待spi写完成 //记得加&&write_done等待最后一次写完 WaitInit:
next_state = (init_cmd_cnt == 5'd25&&write_done) ? OledOn : (write_done ? Init
: WaitInit); //oled开写命令状态 OledOn: next_state = WaitOn; //等待oled开写命令完成状态
//判断命令是否写完 写完进入下一个状态 //否则 再判断是否spi写完成 写完成继续写下一个数据 WaitOn: next_state =
(oled_on_cmd_cnt == 2'd3&&write_done) ? ClearCmd : (write_done ? OledOn :
WaitOn); //清零写命令状态 ClearCmd: next_state = WaitClearCmd; //等待清零写命令状态 //每次写三个命令
所以对3取余数 //这里0会造成进入这个状态就跳转了 WaitClearCmd: next_state = (clear_cmd_cnt % 2'd3 ==
0 && write_done) ? ClearData : (write_done ? ClearCmd : WaitClearCmd);
//清零写数据状态 ClearData: next_state = WaitClearData; //等待清零写数据
//1页需要写128个数据,写完7页就是1024个数据 //写完1页,也就是每写完128个数据就要写一次命令,所以要对128取余,然后进入写命令的状态
//其中0是不会对状态造成干扰的,因为进入这个状态的时候计数器已经加过1了 WaitClearData: next_state =
(clear_data_cnt == 11'd1024&&write_done) ? Done : (clear_data_cnt % 11'd128 ==
0&&write_done ? ClearCmd : (write_done ? ClearData : WaitClearData)); //完成状态
Done: next_state = Done; default: next_state = Rst; endcase end end
//这个切忌不能写入上面的组合逻辑中 //会造成Latch //至于原因,,我也不知道 always @(posedge clk,negedge rst_n)
begin if(!rst_n) begin oled_rst <= 1'b0; us_cnt_clr <= 1'b1; oled_dc <= 1'b1;
data <= 8'h10; ena_write <= 1'b0; end else begin case(state) //复位等待状态 Rst:begin
oled_rst <= 1'b0; us_cnt_clr <= 1'b0; end //初始化状态 Init:begin oled_rst <= 1'b1;
us_cnt_clr <= 1'b1; //清零计数器 ena_write <= 1'b1; //写使能 oled_dc <= 1'b0; //写命令
data <= init_cmd[init_cmd_cnt];//写数据赋值 end //等待初始化命令写完成状态 WaitInit: begin
ena_write <= 1'b0; //写失能 end //oled开写命令状态 OledOn:begin ena_write <= 1'b1; //写使能
oled_dc <= 1'b0; //写命令 data <= oled_on_cmd[oled_on_cmd_cnt]; end
//等待oled开写命令完成状态 WaitOn:begin ena_write <= 1'b0; //写失能 end //清零写命令状态
ClearCmd:begin ena_write <= 1'b1; oled_dc <= 1'b0; data <=
clear_cmd[clear_cmd_cnt]; end //等待清零写命令状态 WaitClearCmd:begin ena_write <= 1'b0;
end //清零写数据状态 ClearData:begin ena_write <= 1'b1; oled_dc <= 1'b1; data <=
8'hff; end //等待清零写数据 WaitClearData:begin ena_write <= 1'b0; end endcase end end
//状态转换 always @(posedge clk,negedge rst_n) begin if(!rst_n) state <= Rst; else
state <= next_state; end //计数器计数 always @(posedge clk,negedge rst_n) begin
if(!rst_n) begin init_cmd_cnt <= 5'd0; oled_on_cmd_cnt <= 4'd0; clear_cmd_cnt
<=3'd0; clear_data_cnt <= 11'd0; end else begin case(state) Init: init_cmd_cnt
<= init_cmd_cnt + 1'b1; OledOn: oled_on_cmd_cnt <= oled_on_cmd_cnt + 1'b1;
ClearCmd: clear_cmd_cnt <= clear_cmd_cnt + 1'b1; ClearData: clear_data_cnt <=
clear_data_cnt + 1'b1; default:begin init_cmd_cnt <= init_cmd_cnt;
oled_on_cmd_cnt <= oled_on_cmd_cnt; clear_cmd_cnt <= clear_cmd_cnt;
clear_data_cnt <= clear_data_cnt; end endcase end end assign init_done = (state
== Done); endmodule
        因为数据初始值写入的是0xff,所以OLED点亮后应该是全屏被填满的样子

        (下一篇编写顶层模块,点亮OLED)

testbench模块测试代码
`timescale 1ns/1ns //仿真单位为1ns,精度为1ns module oled_init_tb(); reg clk; reg
rst_n; reg write_done; wire oled_rst; wire oled_dc; wire [7:0] data; wire
ena_write; wire init_done; oled_init oled_init_inst( .clk(clk), .rst_n(rst_n),
.write_done(write_done), .oled_rst(oled_rst), .oled_dc(oled_dc), .data(data),
.ena_write(ena_write), .init_done(init_done) ); initial begin #0 clk = 0; rst_n
= 0; write_done = 1; #20 rst_n = 1; end always #5 clk = ~clk; endmodule
        部分测试结果(调整上电复位等待时间为10个时钟周期)

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