基于FPGA的液晶顯示接口電路設(shè)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(yīng)用和市場發(fā)展狀況………………………………………………………………………3 1.3 設(shè)計的主要內(nèi)容和重點難點……………………………………………………………………………4
1.4課題設(shè)計的預(yù)期目標……………………………………………………………………………………5
1.4.1課題研究的預(yù)期理論目標…………………………………………………………………………5
1.4.2課題研究的預(yù)期技術(shù)目標………………………………………………………………………………5
2 現(xiàn)代FPGA技術(shù)………………………………………………………………………………………………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(xiàn)原理………………………………………………………………7
2.3 FPGA的設(shè)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(tǒng)設(shè)計及資源………………………………………………………………………………………10
3.1 系統(tǒng)設(shè)計要求…………………………………………………………………………………………10
3.2系統(tǒng)設(shè)計總體框圖………………………………………………………………………………………10
3.3 系統(tǒng)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(shè)計…………………………………………………………………………………………21
4.1電源電路設(shè)計……………………………………………………………………………………………21
4.2復(fù)位電路設(shè)計……………………………………………………………………………………………22
4.3時鐘電路設(shè)計……………………………………………………………………………………………22
4.4下載配置與調(diào)試接口電路設(shè)計………………………………………………………………………23
4.5顯示接口電路設(shè)計………………………………………………………………………………………23
5 系統(tǒng)各部分模塊的設(shè)計……………………………………………………………………………………24
5.1初始化模塊設(shè)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(shè)計………………………………………………………………………25
5.1.3 圖片顯示前初始化模塊的設(shè)計………………………………………………………………………27
5.2 寫入數(shù)據(jù)模塊的設(shè)計……………………………………………………………………………………28
5.2.1 英文字符部分的數(shù)據(jù)模塊 …………………………………………………………………………28
5.2.2 中文字符部分的數(shù)據(jù)模塊……………………………………………………………………………30
5.3顯示控制模塊的設(shè)計……………………………………………………………………………………31
5.3.1字符顯示控制模塊的設(shè)計……………………………………………………………………………31
5.3.2 動態(tài)數(shù)據(jù)的顯示控制…………………………………………………………………………………31
5.3.3 圖像數(shù)據(jù)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(jié)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(yù)期測試結(jié)果……………………………………………………………………………………………39
6.3.1 預(yù)期字符顯示結(jié)果……………………………………………………………………………………39
6.3.2 預(yù)期圖片顯示結(jié)果……………………………………………………………………………………39
結(jié)束語…………………………………………………………………………………………………………40
參考文獻 ………………………………………………………………………………………………………41
附 錄……………………………………………………………………………………………………………42
致 謝……………………………………………………………………………………………………………47

摘   要

本課題的主要任務(wù)是設(shè)計基于FPGA的液晶顯示模塊的接口控制電路，實現(xiàn)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(yīng)用。本課題的設(shè)計采用了帶ST7920驅(qū)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。控制部分采用VHDL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(nèi)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(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。同時要能夠?qū)⒋鎯δK中的圖片數(shù)據(jù)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(chǎn)品的開發(fā)，特別是需要用到LCD的產(chǎn)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(chǎn)品之上出現(xiàn)LCD，增加人際之間的交互性，為行業(yè)和我們的生活帶來新的變化。

關(guān)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.