【正文】 并將多個(gè)模塊集成在一片F(xiàn)PGA芯片上,實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)陣液晶屏的實(shí)時(shí)顯示。2．基本內(nèi)容和技術(shù)方案：基本內(nèi)容：采用大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?Field－Programmable Gate Array)設(shè)計(jì)一個(gè)液晶顯示模塊LCM的接口控制電路，以FPGA為核心, 通過(guò)控制硬件電路和基于硬件描述語(yǔ)言(VHDL)的各功能模塊：邏輯陣列塊LAB（Logic array block）、嵌入式陣列塊EAB（embedded array block）、快速互聯(lián)以及IO單元，以及外圍驅(qū)動(dòng)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)LCM的有效控制，并且能點(diǎn)陣液晶屏上顯示中文和英文兩種字符，還可以通過(guò)下載并測(cè)試電路功能，分析芯片資源的占用情況。因此，在諸多科學(xué)以及社會(huì)環(huán)境影響因數(shù)下，本課題便把FPAG的應(yīng)用與液晶顯示器連接起來(lái)了，即設(shè)計(jì)基于FPAG的液晶顯示接口電路。液晶顯示控制器作為液晶驅(qū)動(dòng)電路的核心部件通常由集成電路組成，通過(guò)為液晶顯示系統(tǒng)提供時(shí)序信號(hào)和顯示數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)液晶顯示。其次，現(xiàn)代社會(huì),以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的信息技術(shù)迅速發(fā)展,以及信息的爆炸式增長(zhǎng),人類獲得的視覺(jué)信息很大部分是從各種各樣的電子顯示器件上獲得的,對(duì)這些顯示器件的要求也越來(lái)越高,在這些因素的驅(qū)動(dòng)下,顯示技術(shù)也取得了飛速的發(fā)展。它的廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法正在進(jìn)行一場(chǎng)巨大的變革。電子工程師和科學(xué)研究人員利用該類器件可以在辦公室或試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)出所需要的專用集成電路，大大的較少了產(chǎn)品的研發(fā)周期和降低成本。大規(guī)?？删幊唐骷F(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA，已成為當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的可編程專用集成電路之一。 1—2周 根據(jù)設(shè)計(jì)題目查找并收集相關(guān)資料3—4周 完成開題報(bào)告，根據(jù)任務(wù)書擬定提綱5—6周 確定整體設(shè)計(jì)思路，形成設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu)與框架7—10周 軟、硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并調(diào)試進(jìn)行功能測(cè)試11—13周 組織并完善畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告書，進(jìn)行答辯準(zhǔn)備14周 提交論文15周 答辯必讀參考資料：1. 黃庭濤 CPLD/FPGA的開發(fā)與應(yīng)用 電子工業(yè)出版社 20092. 王洪海 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)——FPGA應(yīng)用篇 高等教育出版社 20093. 姚遠(yuǎn)、李辰，F(xiàn)PGA應(yīng)用開發(fā)入門與典型實(shí)例 人民郵電出版社 20104. 張洪潤(rùn)、張亞凡，F(xiàn)PGA/CPLD應(yīng)用設(shè)計(jì)200例 北京航空航天大學(xué)出版社 2009指導(dǎo)教師簽名： 教研室主任簽名： 蓋章畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目基于FPGA的液晶顯示接口電路設(shè)計(jì)1．目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）：首先，21世紀(jì)，隨著電子技術(shù)迅猛發(fā)展，高新技術(shù)日新月異。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師工作單位設(shè)計(jì)(論文)題目: 基于FPGA的液晶顯示接口電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：本課題采用FPGA設(shè)計(jì)一個(gè)液晶顯示模塊LCM的接口控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)LCM的有效控制，要求能顯示中文和英文兩種字符，下載并測(cè)試電路功能，分析芯片資源的占用情況。要求完成的主要任務(wù)及其時(shí)間安排: 液晶顯示模塊是將液晶屏和液晶屏控制器制作在一塊PCB上的顯示系統(tǒng)，選擇相應(yīng)的液晶顯示模塊，采用FPGA設(shè)計(jì)接口控制電路，使液晶屏能顯示中英文兩種字符以及圖形的顯示。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法正在逐步退出歷史舞臺(tái)，取而代之的是基于EDA技術(shù)的芯片設(shè)計(jì)技術(shù)，它正在成為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流。其性能好、可靠性強(qiáng)、容量大、體積小、 微功耗、速度快、靈活使用、設(shè)計(jì)周期短、開發(fā)成本低，靜態(tài)可重復(fù)編程，動(dòng)態(tài)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，硬件功能可以像軟件一樣通過(guò)編程來(lái)修改，極大的提高了電子設(shè)計(jì)的靈活性和通用性。近年來(lái)可編程邏輯器件的開發(fā)生產(chǎn)和銷售規(guī)模以驚人的速度增長(zhǎng)，而且廣泛的應(yīng)用于航空航天，網(wǎng)絡(luò)通信，軍用雷達(dá)，儀器儀表，工業(yè)控制，醫(yī)用CT，家用電器，手機(jī)和計(jì)算機(jī)各個(gè)領(lǐng)域。隨著PFGA的空前發(fā)展和廣泛應(yīng)用，人們渴望掌握這方面的知識(shí)，特別是掌握應(yīng)用設(shè)計(jì)方面的知識(shí)的要求越來(lái)越迫切。而液晶顯示器由于具有低壓、微功耗、顯示信息量大、體積小等特點(diǎn)，在移動(dòng)通信終端、便攜計(jì)算機(jī)、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)等領(lǐng)域有廣泛用途，成為使用量最大的顯示器件。使用FPGA/CPLD設(shè)計(jì)的液晶控制器具有很高的靈活性,可以根據(jù)不同的液晶類型、尺寸、使用場(chǎng)合特別是不同的工業(yè)產(chǎn)品,做一些特殊的設(shè)計(jì),以最小的代價(jià)滿足系統(tǒng)的要求,而且可以解決通用的液晶顯示控制器本身固有的一些缺點(diǎn)。即本課題采用FPGA設(shè)計(jì)一個(gè)液晶顯示模塊LCM的接口控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)LCM的有效控制，并且能顯示中文和英文兩種字符，下載并測(cè)試電路功能， 并且能分析芯片資源的占用情況。技術(shù)方案:采用大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?Field－Programmable Gate Array)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)液晶顯示電路相結(jié)合，以FPGA為核心的液晶顯示、控制硬件電路和基于硬件描述語(yǔ)言(VHDL)的各功能模塊：邏輯陣列塊LAB（Logic array block）、嵌入式陣列塊EAB（embedded array block）、快速互聯(lián)以及IO單元，相應(yīng)地設(shè)計(jì)了外圍驅(qū)動(dòng)電路。通過(guò)擴(kuò)展外部的行、列驅(qū)動(dòng)器和利用FPGA的快速定制性,可方便地實(shí)現(xiàn)更多像素點(diǎn)的液晶顯示,增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。3．進(jìn)度安排：（1）畢業(yè)論文備題、選題2011年1月10日2011年1月20日（2）下達(dá)任務(wù)書，根據(jù)設(shè)計(jì)題目查找并收集相關(guān)資2011年2月21日2011年3月13日（3）完成開題報(bào)告，根據(jù)任務(wù)書擬定提綱 2011年3月14日2011年3月20日（4）確定整體設(shè)計(jì)思路，形成設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu)與框架2011年3月21日2011年3月27日（5）軟、硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并調(diào)試進(jìn)行功能測(cè)試2011年3月28日2011年4月24日（6）組織并完善畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告書2011年4月25日2011年5月15日（7）指導(dǎo)教師評(píng)閱、定稿，進(jìn)行答辯準(zhǔn)備2011年5月16日2011年5月29日（8）答辯2011年5月30日2011年6月5 日4．指導(dǎo)老師意見：指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日注：1. 開題報(bào)告應(yīng)根據(jù)教師下發(fā)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書，在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立撰寫，在畢業(yè)設(shè)計(jì)開始后三周內(nèi)完成；2．設(shè)計(jì)的目的及意義至少800字，基本內(nèi)容和技術(shù)方案至少400字；3．指導(dǎo)教師意見應(yīng)從選題的理論或?qū)嶋H價(jià)值出發(fā)，闡述學(xué)生利用的知識(shí)、原理、建立的模型正確與否、學(xué)生的論證充分否、學(xué)生能否完成課題，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人簽名： 日期： 目 錄摘 要 ……………………………………………………………………………………………………… 1Abstract ……………………………………………………………………………………………………21 緒論 ………………………………………………………………………………………………………3 選題的背景與意義…………………………………………………………………………………… 3 LCD的控制應(yīng)用和市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顩r………………………………………………………………………3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和重點(diǎn)難點(diǎn)……………………………………………………………………………4……………………………………………………………………………………5…………………………………………………………………………5………………………………………………………………………………52 現(xiàn)代FPGA技術(shù)………………………………………………………………………………………………6 FPGA的發(fā)展歷程…………………………………………………………………………………………6 FPGA的基本原理 ………………………………………………………………………………………6………………………………………………………………………………………6 基于乘積項(xiàng)的FPGA的邏輯實(shí)現(xiàn)原理………………………………………………………………7 FPGA的設(shè)計(jì)方法…………………………………………………………………………………………7 VHDL硬件描述語(yǔ)言………………………………………………………………………………………8 Quartus II簡(jiǎn)介…………………………………………………………………………………………83 總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)及資源………………………………………………………………………………………10 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求…………………………………………………………………………………………10………………………………………………………………………………………10 系統(tǒng)開發(fā)選用資源………………………………………………………………………………………10 液晶模塊選用………………………………………………………………………………………10 FPGA的選擇…………………………………………………………………………………………174 硬件接口電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………………21……………………………………………………………………………………………21……………………………………………………………………………………………22……………………………………………………………………………………………22………………………………………………………………………23………………………………………………………………………………………235 系統(tǒng)各部分模塊的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………24…………………………………………………………………………………………24 LCD模塊初始化原理……………………………………………………………………………………24 字符顯示前初始化模塊的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………25 圖片顯示前初始化模塊的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………27 寫入數(shù)據(jù)模塊的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………28 英文字符部分的數(shù)據(jù)模塊 …………………………………………………………………………28 中文字符部分的數(shù)據(jù)模塊……………………………………………………………………………30……………………………………………………………………………………31……………………………………………………………………………31 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的顯示控制…………………………………………………………………………………31 圖像數(shù)據(jù)的顯示控制…………………………………………………………………………………33…………………………………………………………………………366 軟件測(cè)試與結(jié)果顯示………………………………………………………………………………………38 字符顯示部分的測(cè)試……………………………………………………………………………………38 圖片顯示部分的測(cè)試……………………………………………………………………………………38 預(yù)期測(cè)試結(jié)果……………………………………………………………………………………………39 預(yù)期字符顯示結(jié)果……………………………………………………………………………………39 預(yù)期圖片顯示結(jié)果……………………………………………………………………………………39結(jié)束語(yǔ)…………………………………………………………………………………………………………40參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………………………………41附 錄……………………………………………………………………………………………………………42致 謝……………………………………………………………………………………………………………47摘 要本課題的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)基于FPGA的液晶顯示模塊的接口控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)LCM的有效控制，兼顧好程序的易用性，以方便之后模塊的移植和應(yīng)用?？刂撇糠植捎肰HDL語(yǔ)言編寫，主體程序才用了狀態(tài)機(jī)作為主要控制方式。最后實(shí)現(xiàn)使用FPGA在LCD上任意位置顯示的中文字符以及英文字符，另外要能夠根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的變化同步變化LCD上顯示的內(nèi)容。該課題的研究將有助于采用FPGA的系列產(chǎn)品的開發(fā)，特別是需要用到LCD的產(chǎn)品的開發(fā)。另外，由于模塊的易用性，也將使得更多的采用FPGA的產(chǎn)品之上出現(xiàn)LCD，增加人際之間的交互性，為行業(yè)和我們的生活帶來(lái)新的變化。 ST7920。 VHDL1 緒論液晶，是一種在一定溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)不同于固態(tài)、液態(tài)，又不同于氣態(tài)的特殊物質(zhì)，它極具有各向異性的晶體所特有的雙折射性，又具有液體的流動(dòng)性。在顯示領(lǐng)域應(yīng)用的是熱致液晶，超出一定溫度范圍，熱致液晶就不再呈現(xiàn)液晶態(tài)，溫度低了，出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，溫度升高了，就變成了液體；液晶顯示器所標(biāo)注的存儲(chǔ)溫度指的就是呈現(xiàn)液晶態(tài)的溫度范圍。在平板顯示器件領(lǐng)域，目前應(yīng)用較廣泛的有液晶顯示（LCD）、電致發(fā)光顯示（EL）、等離子體(PDP)、發(fā)光二極管（LED）以及低壓熒光顯示器件（VFD）等等。而液晶顯示器具有有以下幾種特點(diǎn)：低壓微功耗，平板結(jié)構(gòu)，被動(dòng)現(xiàn)實(shí)性（不刺眼，不會(huì)影起視覺(jué)疲勞），顯示信息量大（因?yàn)橄袼乜梢宰龅暮苄。子诓噬ㄔ谏V上可以非常準(zhǔn)確的復(fù)現(xiàn)），無(wú)電磁輻射（對(duì)人體安全，易于信息保存），長(zhǎng)壽命（幾乎沒(méi)有什么