基于FPGA的液晶顯示接口電路設計


目  錄

摘  要 ……………………………………………………………………………………………………… 1
Abstract  ……………………………………………………………………………………………………2
1 緒論  ………………………………………………………………………………………………………3
1.1 選題的背景與意義…………………………………………………………………………………… 3  1.2 LCD的控制應用和市場發(fā)展狀況………………………………………………………………………3 1.3 設計的主要內容和重點難點……………………………………………………………………………4
1.4課題設計的預期目標……………………………………………………………………………………5
1.4.1課題研究的預期理論目標…………………………………………………………………………5
1.4.2課題研究的預期技術目標………………………………………………………………………………5
2 現代FPGA技術………………………………………………………………………………………………6 2.1 FPGA的發(fā)展歷程…………………………………………………………………………………………6 2.2 FPGA的基本原理 ………………………………………………………………………………………6
2.2.1查找表的基本原理………………………………………………………………………………………6
2.2.2 基于乘積項的FPGA的邏輯實現原理………………………………………………………………7
2.3 FPGA的設計方法…………………………………………………………………………………………7 2.4 VHDL硬件描述語言………………………………………………………………………………………8
2.5 Quartus II簡介…………………………………………………………………………………………8
3 總體系統設計及資源………………………………………………………………………………………10
3.1 系統設計要求…………………………………………………………………………………………10
3.2系統設計總體框圖………………………………………………………………………………………10
3.3 系統開發(fā)選用資源………………………………………………………………………………………10
3.3.1 液晶模塊選用………………………………………………………………………………………10
3.3.2 FPGA的選擇…………………………………………………………………………………………17
4 硬件接口電路設計…………………………………………………………………………………………21
4.1電源電路設計……………………………………………………………………………………………21
4.2復位電路設計……………………………………………………………………………………………22
4.3時鐘電路設計……………………………………………………………………………………………22
4.4下載配置與調試接口電路設計………………………………………………………………………23
4.5顯示接口電路設計………………………………………………………………………………………23
5 系統各部分模塊的設計……………………………………………………………………………………24
5.1初始化模塊設計…………………………………………………………………………………………24
5.1.1 LCD模塊初始化原理……………………………………………………………………………………24
5.1.2 字符顯示前初始化模塊的設計………………………………………………………………………25
5.1.3 圖片顯示前初始化模塊的設計………………………………………………………………………27
5.2 寫入數據模塊的設計……………………………………………………………………………………28
5.2.1 英文字符部分的數據模塊 …………………………………………………………………………28
5.2.2 中文字符部分的數據模塊……………………………………………………………………………30
5.3顯示控制模塊的設計……………………………………………………………………………………31
5.3.1字符顯示控制模塊的設計……………………………………………………………………………31
5.3.2 動態(tài)數據的顯示控制…………………………………………………………………………………31
5.3.3 圖像數據的顯示控制…………………………………………………………………………………33
5.4字符顯示及圖片顯示整體模塊…………………………………………………………………………36
6 軟件測試與結果顯示………………………………………………………………………………………38
6.1 字符顯示部分的測試……………………………………………………………………………………38
6.2 圖片顯示部分的測試……………………………………………………………………………………38
6.3 預期測試結果……………………………………………………………………………………………39
6.3.1 預期字符顯示結果……………………………………………………………………………………39
6.3.2 預期圖片顯示結果……………………………………………………………………………………39
結束語…………………………………………………………………………………………………………40
參考文獻 ………………………………………………………………………………………………………41
附 錄……………………………………………………………………………………………………………42
致 謝……………………………………………………………………………………………………………47

摘   要

本課題的主要任務是設計基于FPGA的液晶顯示模塊的接口控制電路，實現對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用。本課題的設計采用了帶ST7920驅動的液晶顯示模塊，并使用XILINX公司的spartanII系列的XC2STQ114來作為核心的控制器?？刂撇糠植捎肰HDL語言編寫，主體程序才用了狀態(tài)機作為主要控制方式。ST7920是一種內置128x64-12漢字圖形點陣的液晶顯示模塊，用于顯示是漢字和圖形。最后實現使用FPGA在LCD上任意位置顯示的中文字符以及英文字符，另外要能夠根據輸入數據的變化同步變化LCD上顯示的內容。同時要能夠將存儲模塊中的圖片數據正常的顯示在LCD上。
該課題的研究將有助于采用FPGA的系列產品的開發(fā)，特別是需要用到LCD的產品的開發(fā)。同時可以大大的縮短FPGA的開發(fā)時間。另外，由于模塊的易用性，也將使得更多的采用FPGA的產品之上出現LCD，增加人際之間的交互性，為行業(yè)和我們的生活帶來新的變化。

關鍵詞：  FPGA；ST7920；液晶顯示；VHD

ABSTRACT
This topic is the main task of the design on FPGA LCD module interface control circuit, realize the effective control of LCM, considering the good programs to facilitate accessibility, after the transplantation and application. Module This topic was designed using ST7920 drive with the LCD module, and use of a series of spartanII XILINX company XC2STQ114 as core controller. Control part adopts VHDL language, subject program it only took state machine as main control mode. ST7920 is a built-in 128x64-12 characters of graphic dot matrix LCD module, for display Chinese characters and graphics. Finally implementations use FPGA in LCD display on the Chinese characters at any position and English characters, in addition to the changes according to the input data displayed on the LCD synchronous change content. Meanwhile to the image data storage module will be displayed on the LCD on the normal.
This topic research will help based on FPGA series of products development, especially the need to use LCD products development. Meanwhile can greatly shorten the FPGA development time. In addition, because module ease-of-use, will also make more based on FPGA products appear LCD, increase on interpersonal interaction, for industry and our life brings new changes.