LCD显示器控制电路的FPGA设计与实现

摘要

随着电子产品的普及和液晶产品的多样化，更多的仪器设备有LCD液晶显示。这决定了LCD的市场越来越大。目前，LCD一般都带驱动器。控制器是通用器件，单片机可编程芯片功能上有冗余，相应成本较高，知识产权得不到保护，需要设计专用控制器电路，能满足大规模市场的需要求。
　　 论文主要任务是设计基于FPGA的LCD控制器，兼顾程序的易用性，以方便之后模块的移植和应用。带ST7920驱动的12864-12液晶模块，使用Altera公司的cycloneⅡ系列的基于EP2C5T144C8作为核心设计器件控制器。控制器部分采用VHDL语言编写，主体程序采用了状态机作为主要控制方式。该控制器分为字符显示模块和图片显示模块两个主要部分。在字符的显示功能上采用显示控制模块与字符调用RAM相结合的方式，使使用者能方便地调用液晶自带的字库来显示字符;而图片显示模块则通过特殊的处理算法解决了图像显示缓冲区X地址不断移位以及上下半屏分开的问题，通过读取图片ROM来显示图片。最后实现使用FPGA在LCD上的任意位置显示任意的16x16像素的中文字符以及16(x)8的英文字符，另外要能根据输入数据的变化同步变化LCD上显示的内容。同时要能将储存模块中的图片数据正常地显示在LCD上。论文的研究有利于用到LCD的产品开发。
　　 最后，基于MAXPLUSⅡ对控制器进行了FPGA仿真验证，验证结果表明设计满足了要求。

目录

声明

学位论文主要创新点

摘要

第一章 绪论

1．1 课程研究背景

1．2 LOD控制器的研究现状

1．3 主要研究内容及难点

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 主要难点

1．4 研究预期目标

1．4．1 研究预期理论目标

1．4．2 研究预期技术目标

第二章 LCD液晶显示器概述

2．1 现代LCD技术背景

2．2 STN-LCD技术的图像显示原理

2．3 动态STN-LCD驱动方法

2．4 本章小结

第三章 可编程逻辑器件FPGA技术概述

3．1 FPGA器件的发展历程

3．2 FPGA器件的工作原理

3．2．1 查找表的基本原理

3．2．2 基于乘积项的FPGA的逻辑实现原理

3．3 FPGA的设计方法

3．4 VHDL硬件描述语言

3．5 MAX+PLUSⅡ简介

3．6 FPGA芯片的选择

3．7 FPGA设计流程

第四章 LCD控制器设计方案

4．1 设计要求

4．2 LCD控制器设计方案

4．3 系统开发资源的选取

4．3．1 液晶模块选用

4．4 FPGA器件的选择

第五章 LCD控制器模块设计

5．1 初始化模块设计

5．1．1 LOD模块初始化原理

5．1．2 时钟模块的设计

5．1．3 字符显示前初始化模块的设计

5．1．4 图片显示前初始化模块的设计

5．2 写入数据模块的设计

5．2．1 英文字符部分的数据模块

5．2．2 中文字符部分的数据模块

5．2．3 图片部分的数据模块

5．3 显示控制模块的设计

5．3．1 字符显示控制模块的设计

5．3．2 动态数据的显示控制

5．3．3 图像数据的显示控制

5．4 字符显示及图片显示整体模块

5．5 本章小结

第六章 VHDL程序仿真结果分析

6．1 接口部数据显示模块的仿真结果分析

6．2 行地址发生器模块的仿真结果分析

6．3 时钟模块的仿真结果分析

6．4 SDRAM接口部模块的仿真结果分析

第七章 总结与展望

参考文献

发表论文及参加科研情况

致谢