基于FPGA的LCD驱动设计与实现
基于FPGA的LCD显示控制器设计

现代测量与实验室管理2006年第5期 文章编号:1005-3387(2006)05-0010-12基于FPG A的LC D显示控制器设计韩建国 严 强(北京化工大学,北京 100029)摘 要:文章介绍了图形式LCD视频控制芯片的设计方案,详细分析了该控制芯片的系统设计和各模块的功能实现,讨论并分析了模拟电路部分的设计,使用VHDL硬件描述语言完成了芯片数字部分的设计工作。
LCD显示控制模块应用于示波表系统,为基于DSP、FPG A、LC D显示器协同工作的系统提供了一个较好的解决方案。
关键词:LC D;FPG A;控制器;功能模块中图分类号:T H85 文献标识码:A0 引言LC D显示控制模块作为示波表系统数据处理的一个部分,外围控制器利用LC D显示控制模块来完成包括波形、参数、用户菜单等最终结果的显示。
LC D液晶显示器具有体积小、低功耗、控制接口简单等优势,是一般便携式设备最理想的显示终端。
本文从LC D液晶显示器的工作原理,液晶显示数据缓存区的设计及LC D显示控制器的设计来介绍该模块的设计与实现。
1 LCD显示器特征及驱动原理根据显示区大小的要求,我们采用了M icr oti p sTechnol ogy I nc.公司MTG-F32240HF W NSEB-01型LCD液晶显示器。
以下简要的对LCD液晶显示器的工作原理进行介绍。
MTG-F32240X是FST NPositive类、320×240像素、图形显示方式的液晶显示器件。
它带有行列驱动电路以及EL背光电路[1]。
图1 LC D接口时序(行频脉冲和帧起始信号)该类液晶显示器的接口时序主要反映在驱动信号C L1、C DL2、FR M和数据D0-D3之间如图1、图2所示的时序配合上。
各驱动信号参考工作频率C L2为1. 28MHz;C L1为16K Hz;FR M为66Hz。
其详细的驱动时序为发出80个段移位脉冲C L2后(即扫描一行结束)发出一个行频脉冲C L1,当发出240个C L1脉冲后发出帧开始信号FR M,标志整屏显示结束。
基于FPGA的LCD显示控制系统的毕业设计

基于FPGA的LCD显示控制系统的毕业设计第一章绪论1.1选题的背景与意义液晶,是一种在一定温度范围内呈现既不同于固态、液态,又不同于气态的特殊物质态,它既具有各向异性的晶体所特有的双折射性,又具有液体的流动性。
一般可分热致液晶和溶致液晶两类。
在显示应用领域,使用的是热致液晶,超出一定温度范围,热致液晶就不再呈现液晶态,温度低了,出现结晶现象,温度升高了,就变成液体;液晶显示器件所标注的存储温度指的就是呈现液晶态的温度范围。
液晶由于它的各向异性而具有的电光效应,尤其扭曲向列效应和超扭曲效应,所以能制成不同类型的显示器件(Liquid Crystal Display 简称LCD)。
在平板显示器件领域,目前应用较广泛的有液晶(LCD)、电致发光显示(EL)、等离子体(PDP)、发光二极管(LED)、低压荧光显示器件(VFD)等。
液晶显示器件有以下一些特点①低压微功耗,②平板型结构,③被动显示型(无眩光,不刺激人眼,不会引起眼睛疲劳),④显示信息量大(因为像素可以做得很小),⑤易于彩色化(在色谱上可以非常准确的复现),⑥无电磁辐射(对人体安全,利于信息保密),⑦长寿命(这种器件几乎没有什么劣化问题,因此寿命极长,但是液晶背光寿命有限,不过背光部分可以更换)。
之前,一般流行采用单片机来控制驱动LCD。
采用单片机控制LCD的显示在设计上相对比较简单。
可以通过KEIL等软件的编写方便地控制LCD的图形以及字符的现实。
但是由于单片机的顺序执行结构。
决定了在现实图片或者字符的同时,单片机本身无法处理其他数据或者执行其他的运算命令。
这在某种程度上大大地降低了工作的效率。
而采用FPGA来控制LCD则不存在这个问题。
但是由于FPGA不像单片机,可以直接使用控制语句来方便地控制LCD。
因此需要编写大量的代码来控制LCD。
因为这个原因,采用FPGA的设计一般都会再一次通过单片机来驱动LCD的显示。
本课题主要任务是设计基于FPGA的LCD控制器,兼顾好程序的易用性,以方便之后模块的移植和应用。
基于fpga的嵌入式系统设计lcd显示控制器

北方民族大学学士学位论文论文题目:基于FPGA的嵌入式系统设计---LCD显示控制器北方民族大学教务处制毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日摘要相比于其它终端显示设备,液晶显示器具有低压、微功耗、显示信息量大、体积小等优点,在移动通信终端、便携计算机、GPS卫星定位系统等领域有广泛用途,成为使用量最大的显示器件。
基于FPGA的多功能LCD控制器的设计与实现

中图分类号:T N702 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2008)06-0058-04基于FPG A的多功能LCD控制器的设计与实现韩 伟,谢 憬,毛志刚(上海交通大学微电子学院,上海200240)摘 要:阐述了一种基于FPG A的多功能LC D控制器的设计和实现。
该控制器具有可配置性高,应用范围广等特点、首先介绍了该控制器的整体结构,然后详细描述了各个模块的设计实现方法及所涉及的关键技术,并给出了最后的验证结果。
关键词:LC D;LC D控制器;FPG A;颜色查找表Design and realization of a multifunctionalLCD controller based on FPGAHAN Wei,XIE Jing,MAO Zhi2gang(School of Microelectronics,Sh angh ai Jiaotong U niversity,Sh angh ai200240,China) Abstract:The analysis and design of a multifunctional LC D controller based on FPG A is presented.The LC D contr oller can be con figured to m eet different application dem ands.This paper firstly introduces the architecture and the m odule partition of the controller,and then expatiates on the detail design of each m odule.And the final results of verification are given.K ey w ords:LC D;LC D controller;FPG A;color lookup table0 引言随着数字电子产品的迅猛发展,显示器作为人机交互的主要平台有着良好的应用前景。
基于FPGA的LCD显示设计

另外,在底层设计中需要实现具体功能,进行时钟分频、写入数据等, 并利用状态机实现状态转换,不停地改变状态,把次态赋给现态,以达到
不断输入数据的目的。
2.3 结果仿真
如图四所示,顶层模块的主要功能是将CTR和LCD12864两个子模块 连接起来,组成一个完整的显示控制系统。图三中INCODE就是要在LCD 液晶显示器上显示的字符的二进制代码,通过指令执行模块由CODEOUT 输出至显示器显示即可。经过仿真可以实现所涉及的功能。
所涉模块及系统整体进行的
EDA开发设计,设计流程如右 图一所示:
2. 系统设计
2.1 设计思路
整个系统由电源电路、时钟及复位电路、FPGA模块及LCD显示模块组成, 具体原理框图如图二所示。其中,FPGA控制模块的设计须实现时钟分频、显 示控制和指令执行的功能,后设计顶层文件将它们分别调用并包装,以实现 最终的控制功能。
同时还须实现实时刷新数据的功能。这将有助于采用FPGA的系列产品的开发, 特别是需要用到LCD而采用FPGA的产品的开发。不但缩短了FPGA的开发周 期,也使更多采用FPGA设计的产品上出现LCD,增加了人机之间的交互性。
1.2 硬件描述语言VHDL
VHDL即超高速集成电路硬 件描述语言,主要用来描述数 字系统的接口、结构、功能以 及行为。 VHDL采用一种“自 顶向下”的高层次设计方法, 在QUARTUS II环境下对系统
该模块使用VHDL例化语 句,调用各子模块并把要输入 的数据传给底层。由于所选液 晶显示器LCD12864自带字库 (ST7920),可直接调用字库, 例如:中文字符“你”在字库 中的代码为C4E3,调用时须先 将其转换成VHDL语言能识别
DOWNTO 0)
fpga对lcd的控制课程设计

fpga对lcd的控制 课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握FPGA基础知识,理解FPGA在数字电路设计中的应用;2. 学会LCD的基本工作原理,了解LCD的时序特性和控制信号;3. 掌握FPGA对LCD进行控制的基本方法和步骤,包括硬件描述语言的编写和调试。
技能目标:1. 能够运用VHDL/Verilog等硬件描述语言,设计FPGA程序,实现LCD的控制;2. 能够分析LCD控制过程中出现的问题,并进行相应的调试与优化;3. 培养学生的实际操作能力,学会使用FPGA开发板和LCD模块进行实际电路搭建。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字电路设计的兴趣,激发学生自主学习的热情;2. 培养学生的团队合作精神,让学生在小组合作中相互学习、共同成长;3. 增强学生的创新意识,鼓励学生尝试不同的设计方案,提高解决问题的能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程将目标分解为以下具体学习成果:1. 学生能够独立完成FPGA程序设计,实现对LCD的基本控制功能;2. 学生能够在实际操作过程中,分析并解决LCD控制中出现的问题;3. 学生能够以小组形式,完成一个具有实际应用价值的FPGA对LCD控制的综合性设计项目。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. FPGA基础知识:- 数字电路设计基本原理;- FPGA内部结构和工作原理;- VHDL/Verilog硬件描述语言基础。
教学大纲:依据课本相关章节,安排2课时进行教学。
2. LCD基本原理与控制信号:- LCD显示原理和时序特性;- LCD控制信号及其作用;- 常用LCD接口技术。
教学大纲:结合课本相关章节,安排3课时进行教学。
3. FPGA对LCD的控制:- FPGA程序设计方法;- LCD控制程序编写与调试;- 实际操作:FPGA开发板与LCD模块的连接及控制。
教学大纲:根据课程目标和实际应用,安排5课时进行教学。
教学内容安排和进度:1. 第1-2课时:FPGA基础知识学习;2. 第3-5课时:LCD基本原理与控制信号学习;3. 第6-10课时:FPGA对LCD的控制方法学习与实践操作。
基于FPGA的TFT_LCD控制器设计与实现

the T丌.LCD controller.Verilog HDL Was utilized to describe the funotion and structure of each module.The
design Was realized by Xilinx XC3S500E.The testing result shows that it meets the requirement of the maximum resolution TFr·LcD module up to 800×600 pixels,and the refresh frequency is 60 Hz.It is a powerful and convenient choice for the text graphic mixed displaying.
片;同时,目前市场上也出现了一些内部自带 T丌一LCD控制器的32 bit MCU,如Samsung的 ¥3C2440A[31等,但其开发周期较长,使用不灵活,
且价格较贵。本文提出了一种基于FPGA的Tn
LCD控制器解决方案,并加以实现。
1 系统结构
本文设计的整个系统结构如图1所示,盯T- LCD控制器中的模块可以分为3类:接口模块、主 控单元和片内数据缓存区。接口模块包括LCD时 序产生模块、SDRAM读写控制模块、FLASH读写 控制模块和UART收发控制模块等,主要完成外设 和矸fI'.LCD控制器之间的通讯;主控单元完成指
基于FPGA的液晶驱动电路设计

基于FPGA 的液晶驱动电路设计Ξ刘 晶1,贾银亮2(1.金陵科技学院信息技术学院,江苏 南京 211169;2.南京航空航天大学自动化学院,江苏 南京 210016)摘 要:以液晶显示模块LQ064V3D G 01为例,介绍了基于FPG A 的驱动电路的设计方法。
利用FPG A 产生液晶显示所需的行、场同步信号等各种时序信号,控制双帧存,从上位机读取像素数据,并在液晶模块上显示,从而完成投影液晶显示模块的驱动过程。
这种设计方法稍作改动便可产生任意行场扫描时序,具有很好的可重用性。
关键词:液晶显示模块;FPG A ;VHDL中图分类号:TN27 文献标识码:A 文章编号:1672-755X (2009)03-0026-03Design of LCD Driving Circuit B ased on FPGAL IU Jing 1,J IA Y in 2liang 2(1.Jinling Institute of Technology ,Nanjing 210001,China ;2.Nanjing University of Aeronautics &Astronautics ,Nanjing 210016,China )Abstract :A driving circuit for LQ064V3D G 01is developed based on FP G A.The horizontal and vertical scanning signals and other control logic signals ,which LCD needs ,as well as the control signals to the two -SRAM ,are generated by FP G A.The data can be read from the computer quickly and displayed on the LCD.Other LCD with different scanning signals can be expediently re 2alized in this way.K ey w ords :LCD ;FP G A ;V HDL液晶显示模块体积小、重量轻、功耗低、寿命长、接口方便,被广泛应用于各种便携式系统和工业控制系统[1]。
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ABSTRACT
ABSTRACT
Along with the FPGA technology unceasing development and the price unceasing drop, the application superiority which designs based on the FPGA programmable logical component appears gradually comes out, now, more and more many embedded systems have chosen based on the FPGA design proposal.This topic primary mission is the design based on the FPGA embedded LCD actuation, controls using FPGA on LCD demonstrates the picture and the character information.
本次设计采用了两种可行方案来实现,第一种方案是采用基于 VHDL 描述的 VGA 显示控制器,通过 FPGA 控制 VGA 接口在 LCD 显示器上显示字符和图像。 第二种方案是采用带 ST7920 驱动的 12864-12 液晶模块,并使用 Xilinx 公司的 spartan 3e 系列的 XC3S500E 作为核心的控制器。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像显 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;而图像显示模 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,通过读取图像 RAM 来显示图像。最后实现使用 FPGA 在 LCD 上的任 意位置显示任意的 16*16 像素的中文字符以及 16*8 的英文字符,另外要能将储存 模块中的图像数据正常地显示在 LCD 上。
Keywords: FPGA VGA LCD LCD12864 VHDL
目录
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目录
第一章绪论....................................................................................................................... 1 1.1 选题的背景与意义...........................................................................................1 1.2 国内外发展现状...............................................................................................2 1.3 本课题主要研究内容.......................................................................................3
第二章关键技术的介绍................................................................................................... 5 2.1 FPGA 简介 .......................................................................................................5 2.2 LCD 简介..........................................................................................................6 2.2.1 VGA 接口显示器 LCD(TFT)................................................................7 2.2.2 LCD12864-12(STN) ............................................................................... 7 2.3 VGA 简介 .........................................................................................................7 2.3.1 VGA 概念及其接口 ...............................................................................7 2.3.2 VGA 显示原理 .......................................................................................8 2.3.3 VGA 时序分析 ..................................................................................... 11
摘要
摘要
随着 FPGA 技术的不断发展及其价格不断下降,基于 FPGA 的可编程逻辑器 件设计的应用优势逐渐显现出来,现如今,越来越多的嵌入式系统选择了基于 FPGA 的设计方案。本课题的主要任务是设计基于 FPGA 的嵌入式 LCD 驱动,利 用 FPGA 来控制在 LCD 上显示图像和字符信息。
This design used two kind of feasible plans to realize, the first kind of plan was uses based on VHDL the description VGA display control switch,controlled the VGA connection through FPGA to demonstrate the character and the graph on the LCD monitor.The second kind of plan is uses has the ST7920 actuation 12864-12 liquid crystal module, and uses Xilinx Corporation spartan 3e series XC3S500E to take the core the controller.The controller part used the VHDL language compilation, the main body procedure uses the state machine to take the primary control way.This controller divides into the character display module and the picture demonstration module two main es the display control module and the character in the character demonstration function transfers the way which RAM unifies, enables the user to transfer liquid crystal bringing the fonts to demonstrate the character conveniently; But the picture demonstrated the module solved the image display buffer X address through the special processing algorithm unceasingly to shift as well as about half screen separated question , demonstrated the picture through read picture ROM.Finally realizes uses FPGA on the LCD random position demonstration random 16*16 picture element Chinese character as well as the 16*8 English character, moreover must be able to store up in the module the picture data to demonstrate normally on LCD.
第四章 LCD12864 简介 .............................................................................................21 4.1 外形尺寸和外部引脚.....................................................................................21 4.2 接口电路设计.................................................................................................22 4.3 接口时序(ST7920 控制驱动器) ...............................................................23 4.4 编程指令.........................................................................................................25