基于fpga的lcd控制器

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1、摘要摘要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。本课题的设计采用了带ST7920驱动的12864-12液晶模块，并使用Altera公司的cycloneII系列的EP1C12Q240C8来作为核心的控制器。控制器部分采用Verilog语言编写。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。关键词：Verilog，LCD，FPGAI第1章引言A

2、BSTRACTInthisproject,themainobjectistodesignaLCDcontrollerbasedonFPGA,andatthesametimeemphasizeontheconvenienceforthelaterapplicationandmigration.Inthisproject,Iused12864-12LCDmodulewiththeST7920driver.Forthecontrollerpart,IchosetheCycloneIIserialFPGA,theEP

3、1C12Q240C8,whichdevelopedbytheAlteraCooperation.TheprogramofthecontrolleriswrittenbyVeriloglanguage.InthisLCDcontroller,therearetwomajorparts,whicharethecharacterdisplaymoduleandthepicturedisplaymodule.KeyWords:Verilog，LCD，FPGA1第1章引言目录第1章引言11.1选题意义与背景11.2LC

4、D的控制，应用和市场的发展现状2第2章现代LCD技术42.1现代LCD技术简介42.2STN-LCD技术的显示原理52.3动态STN-LCD驱动方法6第3章现代FPGA技术83.1FPGA的发展历程83.2FPGA的基本原理93.3FPGA的设计方法103.4VerilogHDL硬件描述语言11第4章LCD工作原理124.112864介绍124.212864液晶显示器的内部结构及外部引脚144.312864液晶显示器的编程指令17第5章软件设计205.1模块的整体布局205.2单个模块功能介绍215.3程序仿

5、真及运行结果22参考文献24附录25附录一：控制模块代码25附录二：初始化模块代码26附录三：图像显示模块代码28附录四：SPI模块代码33附录五：顶层模块代码35致谢37外文资料原文38译文401第1章引言第1章引言1.1选题意义与背景液晶，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

6、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(LiquidCrystalDisplay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

7、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F

8、PGA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。最后在FPGA上的任意位置显示任意的16*16D的中文字符以及16*8的英文字符，另外要能