FPGA之旅设计99例之第十三例-----FPGA在OLED上显示DHT11数据

一. 简介

这是FPGA之旅设计的第十三例啦，本例是一个综合性的例程，基于OLED屏幕显示，和DHT11温湿度采集，将DHT11采集到的温湿度显示到OLED屏幕上。

在开始本例之前，先补充一下，在上例中，代码中有个位置有错误，就是DHT11是先发送湿度然后发送温度，代码中给弄反了，已修改。

显示效果如下

二. 字体的显示

字体的制作，以及如何将生成的字符数据添加到FPGA中，在上一例已经说明了，以及如何显示16*8的大小的字符，也就是不需要换行字符。本例中着重介绍如何显示16*16大小的字符，即在写入字符的过程中，需要有换行的操作，即切换page。本例的汉字大小为16*16,英文和数字为8*16大小的，即两种字体大小，这也是在显示过程中需要注意的点。

(一). 字符数据输出

这部分，还是和上例中一样，不同的是额外添加了一个font_row参数，因为本例中使用的字符都是需要换行的，所以需要添加这个参数。

always@(*)
begin
	case(showfont_index)
	'd0:  showfont_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'hB0 + show_y + font_row};
	'd1:  showfont_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h00 + show_x[3:0]};
	'd2:  showfont_data_reg <= {8'h78,8'h00,8'h10 + show_x[7:4]};
	default:	showfont_data_reg <= {8'h78,8'h40,fontdata}; //fontdata
	endcase
end

如何使用这个参数进行换行呢？

我们知道8*16大小的字符，一共用16个数据，每行占八个数据。所以这里需要先发送八个数据后，然后进行换行,将font_row参数加一，以及将showfont_index置0即可。在取字符的时候，需要注意，我们是根据showfont_index的值来取的，而换行后，这个参数置0了，这个时候，需要将font_row也用上，也就是还要加上8*font_row，这样就可以接着上次的位置继续取字符数据了。

当font_size字符大小为0，即8*16时，showfont_index为10的时候，就需要进行换行了，3个设置显示地址数据 加 8个正好是10(11)。

always@(posedge sys_clk or negedge rst_n)
begin
	if(rst_n == 1'b0)
		font_row <= 1'b0;
    else if(onefont_finish == 1'b1)  //一个字符显示完
		font_row <= 1'b0;
	else if(font_size == 'd0 && showfont_index == 'd10 && write_done == 1'b1)
		font_row <= 1'b1;
	else if(font_size == 'd1 && showfont_index == 'd18 && write_done == 1'b1)
		font_row <= 1'b1;
	else
		font_row <= font_row;
end
always@(posedge sys_clk or negedge rst_n)
begin
	if(rst_n == 1'b0)
		showfont_index <= 'd0;
	else if(onefont_finish == 1'b1)
		showfont_index <= 'd0;
	else if(font_size == 'd0 && showfont_index == 'd10 && write_done == 1'b1)
		showfont_index <= 'd0;
	else if(font_size == 'd1 && showfont_index == 'd18 && write_done == 1'b1)
		showfont_index <= 'd0;
	else if(write_done == 1'b1 && ShowFont_req == 1'b1)
		showfont_index <= showfont_index + 1'b1;
	else
		showfont_index <= showfont_index;
end

取数据

data <= data0[index + 'd8 * font_row];

(二). 多个字符显示

这里只需要看这两行代码。每次一个字符显示完成后，font_index就加一，当显示完14个字符的时候，将ShowFont_finish拉高即可。比较容易。

assign onefont_finish = ((showfont_index == ('d10 + 'd8 * font_size)) && (font_row == 1'b1) && write_done == 1'b1) ? 1'b1 : 1'b0;
assign ShowFont_finish = (onefont_finish == 1'b1 && font_index == 'd14) ? 1'b1 : 1'b0;

三. 整体介绍

本例中，OLED显示一共分为如下5个状态。在初始化完成后，屏幕显示的是杂乱无章的数据，所以在初始化完成后，要进行一次刷新，将OLED中的数据全部写0。然后进行显示固定不变的支符，例如像温度湿度这样的字符。然后进入空闲态，直到DHT11采集到数据后，就进入到数据显示状态，数据显示完成后，又回到空闲态。这是整个的一个流程。

localparam	OLED_INIT 		=  'd0;			//初始化
localparam	OLED_Refresh	=  'd1;			//刷新，将oled全部写0
localparam  OLED_ShowFont	=  'd2;		    //显示字符
localparam	OLED_IDLE 		=  'd3;		 	//空闲
localparam	OLED_ShowData	=  'd4;		    //显示数据

总框图如下，可以看到在top模块，除了一些模块，还有一些其他的内容，这部分是专门针对DHT11的。测试过程中，发现每次采集数据的时间间隔不能太小，否则数据一直不变，查看手册后，得知两次采集的数据间隔不能小于1s，否则会有问题。

详细可以看完整代码，有疑问的可以私聊。

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