fpga课程设计-液晶显示new

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1、摘要如今，科技进步给我们的生活带来了很大的变化。液晶显示设备越来越多，各种各样的液晶显示产品走进我们生活中。从手机到电脑显示器，从掌上电脑到平板电视。无处没有液晶显示技术的身影。液晶显示器由于具有低压、微功耗、显示信息量大、体积小等特点，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。液晶显示控制器作为液晶驱动电路的核心部件通常由集成电路组成，通过为液晶显示系统提供时序信号和显示数据来实现液晶显示。本设计是一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的液晶显示控制器。与集成电

2、路控制器相比，FPGA更加灵活，可以针对小同的液晶显示模块更改时序信号和显示数据。FPGA的集成度、复杂度和面积优势使得其日益成为一种颇具吸引力的高性价比ASIC替代方案。本文选用MAX7000S系列的EPM7128SLC84-15器件，利用硬件描述语言VHDL设计了液晶显示拧制器，实现了替代专用集成电路驱动控制LCD的作用。关键词：EDA（电子设计自动化），VHDL（硬件描述语言），液晶控制器接口设计，LCD（液晶显示器）。目录第1章课程设计内容和要求11.1设计内容11.2设计要求11.3设计目的1第2章

3、液晶控制器设计方案22.1设计思路22.2工作原理及框图22.3各模块功能描述4第3章液晶显示器接口底层电路设计63.1设计规划63.2设计说明63.3底层电路程序6第4章液晶控制器接口的顶层文件设计114.1设计说明114.2顶层文件程序11第5章液晶控制器接口设计的测试与运行135.1仿真结果135.2实验箱验证情况13总结15参考文献16东北石油大学本科生硬件课程设计第1章课程设计内容和要求1.1设计目的设计并实现一个128×32的汉字图形液晶显示器的控制器，要求：(1)能够显示几个液晶模块字库中的汉字

4、和ASIC字符。(2)能够显示一个简单的图形（选做）。1.2设计内容(1)学习掌握液晶显示模块的工作原理及应用。(2)熟练掌握VHDL编程语言，编写液晶显示模块的控制逻辑。1.3设计要求(1)仿真所编写的程序，模拟验证所编写的模块功能。(2)下载程序到芯片中，硬件验证所设置的功能，能够实现汉字的显示。(3)整理设计内容，编写设计说明书。 17东北石油大学本科生硬件课程设计第2章液晶控制器设计方案2.1设计思路根据指导教师布置的课题，通过参考书籍、查阅手册、图表和文献资料，网络等获取相关的知识后，了解到：液晶显

5、示模块硬件接口协议为请求/应答（REQ/BUSY）握手方式。应答BUSY高电平（BUSY=1）表示OCMJ忙于内部处理，不能接收用户命令；BUSY低电平（BUSY=0）表示OCMJ空闲，等待接收用户命令。发送命令到OCMJ可在BUSY=0后的任意时刻开始，先把用户命令的当前字节放到数据线上，接着发高电平REQ信号（REQ=1）通知OCMJ请求处理当前数据线上的命令或数据。OCMJ模块在收到外部的REQ高电平信号后立即读取数据线上的命令或数据，同时将应答线BUSY变为高电平，表明模块已收到数据并正在忙于对此数据

6、的内部处理，此时，用户对模块的写操作已经完成，用户可以撤消数据线上的信号并可作模块显示以外的其他工作，也可不断地查询应答线BUSY是否为低（BUSY=0？），如果BUSY=0，表明模块对用户的写操作已经执行完毕。可以再送下一个数据。2.2工作原理及框图2.2.1液晶LCD显示器的工作原理：液晶显示器是一种采用了液晶控制透光技术来实现色彩的显示器。从液晶显示器的结构来看，采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。LCD由两块玻璃板构成，厚约1mm，其间由包含有液晶材料的5um均匀间隔隔开。因为液晶材料本身

7、并不发光，所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管，而在液晶显示屏背面有一块背光板（或称匀光板）和反光膜，背光板是由荧光物质组成的可以发射光线，其作用主要是提供均匀的背景光源。背光板发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万液晶液滴的液晶层。液晶层中的液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变电压而改变液晶的旋光状态，液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。液晶材料周边是控制电路部分。当LCD中的电

8、极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层在屏幕上显示出来。17东北石油大学本科生硬件课程设计2.2.2设计原理图如下：图2-1液晶控制器接口设计原理图显示国标汉字：命令格式：F0XXYYQQWW。该命令为5字节命令（最大执行时间为1.2毫秒，Ts2=1.2mS），其中：17东北石油大学本科生硬件课程设计XX：为以汉字为单位的屏幕行坐标值，取值范围