【正文】 課題研究預(yù)期理論目標(biāo) 1. 掌握 FPGA對 LCD的控制方法 ，為課題研究做好理論準(zhǔn)備； 2. 通過 FPGA對 LCD的控制，使得任何開發(fā)者都可以較為容易地通過此顯示控制模塊，在液晶上顯示所需的內(nèi)容。同時 LCD屏幕上的點陣也被拆分為上下兩個半屏，分別對應(yīng) Y地址的 08和 915這導(dǎo)致了取模后的圖形所對應(yīng)的數(shù)組，如若按普通方法則不能正常顯示 。并利用 QUARTUS II 實現(xiàn)相關(guān)模塊的設(shè)計，在 FPGA上實現(xiàn)對 LCD的控制，顯示任意中文，英文和圖像。 課題的主要研究內(nèi)容和重點、難點 本課題主要研究內(nèi)容和重點 本課題的主要內(nèi)容是基于 FPGA的 LCD控制器的設(shè)計研究，并兼顧程序的易用性以方便以后模塊的移植。 數(shù)碼相框和便攜 DVD播放器等其它應(yīng)用每年需要的顯示屏越來越多。有源矩陣 LCD供應(yīng)商正在緊盯這個市場，以防止 AMOLED供應(yīng)商染指。 推動顯示屏單位出貨量增長的因素包括： ①消費電子公司蘋果和它的 iPod產(chǎn)品線，以及距蘋果最近的競爭對手緊追不舍，從而推動 MP3/PMP市場整體增長。 iSuppli公司預(yù)測， 2020年底 MP3/PMP單位出貨量將達(dá)到 ，而 2020年預(yù)計為 。 媒體播放器 但 PND不是推動中小尺寸顯示屏市場繁榮的唯一消費電子產(chǎn)品。 盡管中小尺寸 LCD價格下降，但 2020年 PND顯示屏的營業(yè)額將從 2020年的 升到 ，年復(fù)合增長率為 %。 2020年的出貨量為 1,080萬部， 20202020年出貨量的年復(fù)合增長率是 %。這使得許多 PND制造商把目光轉(zhuǎn)向了更加精確的小型 LCD。 大多數(shù)行業(yè)內(nèi)的公司認(rèn)為，為了利用手機(jī)市場和新興產(chǎn)品，中小尺寸顯示屏供應(yīng)商必須相應(yīng)地平衡和調(diào)整策略，否則就可能 錯失整個市場。 各種中小尺寸 LCD的產(chǎn)能擴(kuò)張和價格下降，促進(jìn)了其應(yīng)用領(lǐng)域的多元化。 而在 LCD的應(yīng)用以及市場方面，雖然手機(jī)仍然是中小尺寸液晶顯示屏 (LCD)的最主要應(yīng)用設(shè)備 ，但便攜導(dǎo)航設(shè)備 (PND)、數(shù)碼相框和 MP3/便攜媒體播放器 (PMP)等新型設(shè)備，正在該市場的銷售額中占有越來越大的份額。 隨著市場競爭的加劇，液晶顯示器廠商的成本壓力越來越大，必須采用更簡單的線路設(shè)計實現(xiàn)液晶顯示器的功能，以期降低成本，才能在市場競爭中立于不敗之地。其組件 集成數(shù)量持續(xù)增多，并漸漸添加 Video 的功能。美國的 Genesis最早推出集成式 IC，將 ADC、 Scaler、 OSD （內(nèi)置菜單）與 PLL(鎖相環(huán) )為一顆單芯片控制 IC。根據(jù)相關(guān)資料顯示， Smart Panel可降低約 10%~15%的成本，這也是國外一些大廠所鐘愛的方式。 LCD的 控制， 應(yīng)用 和市場的 發(fā)展現(xiàn)狀 在技術(shù)方面，因集成式的控制芯片具有包括了縮小了 IC的體積、低功率消耗、降低封裝 基于 FPGA的 LCD控制器設(shè)計 6 的成本、節(jié)省電路板的數(shù)量及體積等優(yōu)點，并使材料成本及 LCD后段組裝成本得以降 低，因此許多廠商紛紛朝向高集成度控制芯片發(fā)展，并積極開發(fā)視訊應(yīng)用的控制芯片。同時可以大大縮短 FPGA的開發(fā)時間。同 時要能將儲存模塊中的圖片數(shù)據(jù)正常地顯示在 LCD上。 本課題主要任務(wù)是設(shè)計基于 FPGA的 LCD控制器，兼顧好程序的易用性，以方便之后模塊的移植和應(yīng)用。因此需要編寫大量的代碼來控制 LCD。 而采用 FPGA來控制LCD則不存在這個問題。決定了在現(xiàn)實圖片或者字符的同時，單片機(jī)本身無法處理其他數(shù)據(jù)或者執(zhí)行其 他的運(yùn)算命令。可以通過 KEIL等軟件的編寫方便地控制 LCD的圖形以及字符的現(xiàn)實。 之前，一般流行采用單片機(jī)來控制驅(qū)動 LCD。 在平板顯示器件領(lǐng)域，目前應(yīng)用較廣泛的有液晶 (LCD)、電致發(fā)光顯示 (EL)、等離子體(PDP)、發(fā)光二極管 (LED)、低壓熒光顯示器件 (VFD)等。在顯示應(yīng)用領(lǐng)域，使用的是熱致液晶，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，就變成液體；液晶顯示器件所標(biāo)注的存儲溫度指的就是呈現(xiàn)液晶態(tài)的溫度范圍。 62 基于 FPGA的 LCD控制器設(shè)計 5 第 1章 緒論 選題的背景與意義 液晶，是一種在一定溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)既不同于固態(tài)、液態(tài)，又不同于氣態(tài)的特殊物質(zhì)態(tài)，它既具有各向異性的晶體所特有的雙折射性，又具有液體的流動性。 61 參考文獻(xiàn) 60 結(jié)束語 54 測試結(jié)果 53 字符顯示部分的測試 49 本章小結(jié) 44 字符顯示及圖片顯示整體模塊 41 動態(tài)數(shù)據(jù)的顯示控制 41 字符顯示控制模塊的設(shè)計 41 顯示控制模塊的設(shè)計 31 時鐘模塊的設(shè)計 31 LCD模塊初始化原理 31 初始化模塊設(shè)計 28 基于 FPGA的 LCD控制器設(shè)計 4 硬件設(shè)計 22 FPGA的選擇 22 系統(tǒng)開發(fā)選用資源 22 系統(tǒng)設(shè)計要求 19 第 4章 總體系統(tǒng)設(shè)計及資源 18 FPGA的設(shè)計流程 16 VHDL硬件描述語言 15 FPGA的設(shè)計方法 15 基于 乘積項的 FPGA的邏輯實現(xiàn)原理 15 查找表的基本原理 14 FPGA的基本原理 14 FPGA的發(fā)展歷程 9 STNLCD技術(shù)的顯示原理 9 現(xiàn)代 LCD技術(shù)簡介 8 第 2章 現(xiàn)代 LCD技術(shù) 7 課題研究預(yù)期技術(shù)目標(biāo) 7 課題研究預(yù)期理論目標(biāo) 7 課題研究預(yù)期目標(biāo) 5 課題的主要研究內(nèi)容和重點、難點 【 關(guān)鍵詞 】 1286412， VHDL， LCD， FPGA，狀態(tài)機(jī) 基于 FPGA的 LCD控制器設(shè)計 2 Design of the LCD Control Module Based on FPGA 【 Abstract】 In this project, the main object is to design a LCD controller based on FPGA, and at the same time emphasize on the convenience for the later application and migration. In this project, I used 1286412 LCD module with the ST7920 driver. For the controller part, I chose the Cyclone II serial FPGA, the EP2C5T144C8, which developed by the Altera Cooperation. The program of the controller is written by VHDL language, and the main body of the program used state machine as the primary control method. In this LCD controller, there are two major parts, which are the character display module and the picture display module. The character display module put the Character Calling Ram and the display control module together to enable the user to call the embedded character library easily to display the information he/she needed. For the picture display module, the module, through specific algorithm, solved the problems that the x address of the picture display buffer kept stepping forward after every 16 times and the display screen are divided into 2 section by the buffer. And this module, by reading a picture ram, displayed picture which was put earlier. In this project, I finally realized the following function. The first one is to display any 16*16 pixels Chinese character and 16*8 pixels English character on any position of the display screen. The second one is the display information will instantaneously update as the input data changes. The last function is that any given picture data can be displayed properly on the LCD screen. The research of this project will contribute to the developing process of those products which use FPGAs, especially those products also use LCD. And at the same time, it can reduce dramatically on the developing time. In addition, for the convenience of this controller, more and more FPGA based products will e out with LCD screen. This change will enhance the interaction between human and the machine, and bring innovation to the industry and our lives. 【 Key Words】 1286412， VHDL， LCD， FPGA， State Machine. 基于 FPGA的 LCD控制器設(shè)計 3 目錄 第 1章 緒論 同時可以大大縮短 FPGA的開發(fā)時間。同時要能將儲存模塊中的圖片數(shù)據(jù)正常地顯示在 LCD上。在字符的顯示功能上采用顯示控制模塊與字符調(diào)用 RAM相結(jié)合的方式， 使使用者能方便地調(diào)用液晶自帶的字庫來顯示字符；而圖片顯示模塊則通過特殊的處理算法解決了圖像顯示緩沖區(qū) X地址不斷移位以及上下半屏分開的問題，通過讀取圖片 ROM來顯示圖片。控制器部分采用 VHDL語言編寫，主體程序采用了狀態(tài)機(jī)作為主要控制方式。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 基于 FPGA的 LCD控制器設(shè)計 1 基于 FP