1、草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 论文题目 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼基于 FPGA 的 LCD 驱动显示电路的设计与实现 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 姓 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼名 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 薛文平 草鱼 草鱼 学 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼院 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼东北大学东软信息 学院 草鱼 草鱼 专 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼业 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼电子信息工程 (集成电路设计与系统方向 )草鱼 草鱼 指导教师 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 田勇 草鱼 草鱼 草鱼 备 草鱼 草鱼 草鱼 草 鱼 注 草鱼 草鱼 草鱼 2011 草鱼年 草鱼 5 月 4 日 草鱼 草鱼 草鱼基于 FPGA
2、 的 LCD 驱动显示电路的设计与实现 草鱼 草鱼 草鱼草鱼 作者姓名 ： p o r k 草鱼 薛文平 指导教师 ： p o r k 草鱼 田勇 单位名称 ： p o r k 草鱼 嵌入式系统工程系 专业名称 ： p o r k 草鱼 电子信息工程（集成电路设计与系统方向） 草鱼 草鱼 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼草鱼 东北大学 东软信息学院 草鱼 草鱼 2011 年 5 月 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼草鱼 草鱼Design 草鱼and 草鱼Implementation 草鱼of 草鱼LCD 草鱼Drive 草鱼Display 草鱼Circuit 草鱼based 草鱼on 草鱼FPGA 草鱼 草鱼
3、 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼草鱼 草鱼 by 草鱼 Xue 草鱼 Wenping 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 Northeastern 草鱼 University 草鱼 Neusoft 草鱼 Institute 草鱼 of 草鱼 Information 草鱼 草鱼 May 草鱼 2011 草鱼 Supervisor: 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 Lectu
4、rer 草鱼 Tian 草鱼 Yong - - 毕业设计（论文）任务书 草鱼 毕业设计（论文）题目 ： pork 基于 FPGA 的 LCD 驱动显示电路的设计与实现 设计（论文）的 基本内容 ： pork 草鱼草鱼 本课题 主要 研究了利用 FPGA 来驱动字符型液晶显示器模块 。 草鱼 课题 关键是对驱动芯片的各 个 引脚和时 序进行控制 。 草鱼 本系统开发环境为 Windows 草鱼 XP， 鲤鱼 开发语言为 Verilog 草鱼 HDL。 草鱼 设计 的目的 是 为 了 在 LCD 液晶显示器上显示任意 大小写 英文字符和 阿拉伯 数字 ，鲤鱼 能根据输入数据的变化同步变化 LCD
5、上显示的内容 所有功能全部用硬件描述语言编程实现下载到 Xilinx 公司的开发板上进行调整 。 草鱼 完全可以取代传统的利用单片机来驱动液晶显示 ， 鲤鱼 且 比之有更好的抗干扰性 ， 鲤鱼 更高的可靠性 。 草鱼 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 专 题 部 分 ： pork 草鱼 草鱼 题目 ： pork 草鱼 草鱼 设计或论文专题的 基本内容 ： pork草鱼 学生接受毕业设计（论文）题目日期 草鱼 草鱼 第 草鱼 1 草鱼周 草鱼 草鱼 指导教师签字 ： pork草鱼 草鱼 2010 年 11 月 30 日 草鱼 基于 FPGA 的 LCD 驱动显示电路的设计与实现 草鱼 草鱼 摘 要
6、 草鱼 本课题主要任务是设计基于 FPGA 的 LCD 驱动电路的设计和实现 ， 鲤鱼 兼顾好程序的易用性 ， 鲤鱼 以方便之后模块的移植和应用 。 草鱼 控制器部分采用 Verilog 语言编写 ， 鲤鱼 主体程序采用了状态机作为主要控制方式 。 草鱼 最后实现使用 FPGA 在 LCD 上显示任意的东北大学东软信息 学院毕业设计（论文） 摘要 - - 英文字符 和阿拉伯数字 ， 鲤鱼 另外要能根据输入数据的变化同步变化 LCD 上显示的内容 。 草鱼 同时要能将储存模块中的数据正常地显示在 LCD 上 。 草鱼 草鱼 该课题的研究将有助于采用 FPGA 的系列产品的开发 ， 鲤鱼 特别是需
7、要用到 LCD 的产品的开发 。 草鱼 同时可以大大缩短 FPGA 的开发时间 。 草鱼 另外 ， 鲤鱼 由于模块的易用性 ， 鲤鱼 也将使得更多的采用 FPGA 的产品之上出现 LCD， 鲤鱼 增加人机之间的交互性 ， 鲤鱼 为行业和我们的生活带来新的变化 。 草鱼草鱼 本文中对 FPGA， 鲤鱼 LCD， 鲤鱼 ModelSim， 鲤鱼 Xilinx 草鱼 ISE8.2i 硬件设计工具 等进行了简单的介绍 ， 鲤鱼 对其功能进行了简单的描述 ， 鲤鱼 并了解了 LCD 液晶显示器的发展历史 ， 鲤鱼 日常应用以及相对比于其他种类显示器的优缺点 ， 鲤鱼 并对基于 FPGA 的 LCD 液晶
8、显示器驱动电路未来的发展趋势进行了展望 。 草鱼草鱼 草鱼 关键词 ： porkFPGA， 鲤鱼 LCD， 鲤鱼 状态机 ， 鲤鱼 Verilog东北大学东软信息 学院 毕业设计（论文） Abstract - - Design 草鱼 and 草鱼 Implementation 草鱼 of 草鱼 LCD 草鱼 Drive 草鱼Display 草鱼Circuit 草鱼based 草鱼on 草鱼FPGA 草鱼 草鱼 Abstract 草鱼 In 草鱼 this 草鱼 project, 草鱼 the 草鱼 main 草鱼 object 草鱼 is 草鱼 to 草鱼 design 草鱼 a 草鱼 LCD
9、 草鱼 controller 草鱼 based 草鱼 on 草鱼 FPGA, 草鱼 and 草鱼 at 草鱼 the 草鱼 same 草鱼 time 草鱼 emphasize 草鱼 on 草鱼 the 草鱼 convenience 草鱼 for 草鱼 the 草鱼 later 草鱼 application 草鱼 and 草鱼migration.The 草鱼 program 草鱼 of 草鱼 the 草鱼 controller 草鱼 is 草鱼 written 草鱼 by 草鱼 Verilog 草鱼 language, 草鱼 and 草鱼 the 草鱼 main 草鱼body 草鱼 of 草鱼
10、the 草鱼 program 草鱼 used 草鱼 state 草鱼 machine 草鱼 as 草鱼 the 草鱼 primary 草鱼 control 草鱼 method. 草鱼 displayed 草鱼picture 草鱼 which 草鱼 was 草鱼 put 草鱼 earlier. 草鱼草鱼 In 草鱼 this 草鱼 project, 草鱼 I 草鱼 finally 草鱼 realized 草鱼 the 草鱼 following 草鱼 function. 草鱼 The 草鱼 first 草鱼 one 草鱼 is 草鱼 to 草鱼 display 草鱼any 草鱼 English 草
11、鱼 and 草鱼 figureon 草鱼 character 草鱼 any 草鱼 position 草鱼 of 草鱼 the 草鱼 display 草鱼 screen. 草鱼 The 草鱼 second 草鱼 one 草鱼 is 草鱼 the 草鱼 display 草鱼 information 草鱼 will 草鱼 instantaneously 草鱼 update 草鱼 as 草鱼 the 草鱼 input 草鱼 data 草鱼 changes. 草鱼草鱼 The 草鱼 research 草鱼 of 草鱼 this 草鱼 project 草鱼 will 草鱼 contribute 草鱼 to
12、 草鱼 the 草鱼 developing 草鱼 process 草鱼 of 草鱼 those 草鱼products 草鱼 which 草鱼 use 草鱼 FPGAs, 草鱼 especially 草鱼 those 草鱼 products 草鱼 also 草鱼 use 草鱼 LCD. 草鱼 And 草鱼 at 草鱼 the 草鱼 same 草鱼 time, 草鱼 it 草鱼 can 草鱼 reduce 草鱼 dramatically 草鱼 on 草鱼 the 草鱼 developing 草鱼 time. 草鱼 In 草鱼 addition, 草鱼 for 草鱼 the 草鱼convenienc
13、e 草鱼 of 草鱼 this 草鱼 controller, 草鱼 more 草鱼 and 草鱼 more 草鱼 FPGA 草鱼 based 草鱼 products 草鱼 will 草鱼 come 草鱼 out 草鱼with 草鱼 LCD 草鱼 screen. 草鱼 This 草鱼 change 草鱼 will 草鱼 enhance 草鱼 the 草鱼 interaction 草鱼 between 草鱼 human 草鱼 and 草鱼 the 草鱼machine, 草鱼 and 草鱼 bring 草鱼 innovation 草鱼 to 草鱼 the 草鱼 industry 草鱼 and 草鱼
14、our 草鱼 lives.草鱼 In 草鱼 this 草鱼 project, 草鱼 FPGA, 草鱼 LCD, 草鱼 ModelSim, 草鱼 Xilinx 草鱼 ISE8.2 草鱼 I 草鱼 hardware 草鱼 design 草鱼 tools 草鱼 simply 草鱼 introduces 草鱼 its 草鱼 functions 草鱼 were 草鱼 a 草鱼 simple 草鱼 description, 草鱼 and 草鱼 understanding 草鱼 the 草鱼 LCD 草鱼 monitor 草鱼 the 草鱼 development 草鱼 history, 草鱼 and 草鱼
15、 relative 草鱼 everyday 草鱼 applications 草鱼 than 草鱼 in 草鱼 other 草鱼 types 草鱼 of 草鱼monitor 草 鱼 based 草鱼 on 草鱼 FPGA 草鱼 advantages 草鱼 and 草鱼 disadvantages, 草鱼 and 草鱼 the 草鱼 LCD 草鱼 monitor 草鱼 driver 草鱼circuit 草鱼 future 草鱼 development 草鱼 trends 草鱼 are 草鱼 discussed. 草鱼草鱼 草鱼 Key 草鱼 words:, 草鱼 FPGA, 草鱼 LCD, 草鱼
16、State 草鱼 Machine, 草鱼 Verilog 草鱼 东北大学东软信息 学院 毕业设计（论文） Abstract - - 目 录 草鱼 任务书 I 草鱼 摘 要 错误 !未定义书签。 草鱼 ABSTRACT III 草鱼 第 1 章 绪 论 1 草鱼 1.1 选题背景 1 草鱼 1.2 草鱼 草鱼 LCD 液晶显示器的发展现状 1 草鱼 1.3 选题目的 3 草鱼 第 2 章 关键技术介绍 4 草鱼 2.1 FPGA 简介 4 草鱼 2. 草鱼 2 LCD 简介 4 草鱼 2.2.1 LCD 的简介 4 草鱼 2.2.2 TC 草鱼 1602 液晶模块简介 5 草鱼 2.3 草鱼 系
17、统软件图 6 草鱼 第 3 章 系统分析 7 草鱼 3.1 FPGA 的设计方法 7 草鱼 3.2 VERILOG 草鱼 HDL 和 VHDL 的异同 7 草鱼 3.3 TC1602 液晶模 块的工作方式 8 草鱼 3.4 系统开发环境 11 草鱼 3.5 系统任务的可行性分析 12 草鱼 第 4 章 系统设计 13 草鱼 4.1 系统概述 13 草鱼 4.2 系统的功能结构设计 13 草鱼 4.2.1 接口电路设计 13 草鱼 东北大学东软信息 学院 毕业设计（论文） 目录 - 2 - 4.2.2 液晶模块的内部显示地址 13 草鱼 4.3 流程图和状态机的设计 14 草鱼 4.3.1 草鱼
18、 FPGA 草鱼 向液晶显示屏控制芯片发送指令的流程图 14 草鱼 4.3.2 草鱼 状态机 15 草鱼 第 5 章 系统实现 17 草鱼 5.1 系统硬件开发环境介绍 17 草鱼 5.2 系统的实现 17 草鱼 5.2.1 电路图 17 草鱼 5.2.2 系统主程序代码节选 18 草鱼 第 6 章 系统测试 22 草鱼 6.1 系统测试 22 草鱼 6.1.1 仿真波形 22 草鱼 6.2 草鱼 草鱼 对 TC1602 液晶显示器进行 FPGA 验证 22 草鱼 第 7 章 结 论 23 草鱼 参考文献 24 草鱼 致 谢 25 草鱼 东北大学东软信息学院毕业设计（论文） 第 1 章 绪论
19、-1- 第 1 章 绪 论 草鱼 1.1 选题背景 草鱼 本课题主要任务是设计基于 FPGA 的 LCD 驱动显示电路的设计与实现 。 草鱼 兼顾好程序的易用性 ， 鲤鱼 以方便之后模块的移植和应用 。 草鱼 最后在 FPGA 上的任意位置显示任意的英文和数字 ， 鲤鱼 另外要能根据输入数据的变化使 LCD 液晶显示器 上显示的内容产生变化 。 草鱼 本课题的研究 有助于采用 FPGA 的系列产品的开发 ， 鲤鱼 特别是需要用到 基于 FPGA 的 LCD 产品的开发 。 草鱼 同时可 以大大缩短 FPGA 的开发时间 。 草鱼 增加人机之间的交互性 ， 鲤鱼 为行业和我们的生活带来新的变化
20、。 草鱼草鱼 FPGA 是 Field Programmable 草鱼 Gate 草鱼 Array 的缩写 ， 鲤鱼 即现场可编程门阵列 ， 鲤鱼 它是在 GAL、porkCPLD、 porkPAL 等可编程器件的基础上进一步发展的产物 。 草鱼 它是作为专用集成电路（ ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的 ， 鲤鱼 既解决了 原有可编程器件门电路数有限的缺点 ， 鲤鱼又克服了 定制电路的不足 。 草鱼 草鱼 我们平时所说的 LCD， 鲤鱼 它的英文全称为 Liquid 草鱼 Crystal 草鱼 Display， 鲤鱼 直译成中文就是液态晶体显示器 ， 鲤鱼 简称为液晶显示器 。 草鱼
21、液晶是一种几乎完全透明的物质 。 草鱼 它的分子排列决定了光线穿透液晶的路径 。 草鱼 到 20 世纪 60 年代 ， 鲤鱼 有人 发现给液晶充电会改变它的分子排列 ，鲤鱼 造成光线的扭曲或折射 ， 鲤鱼 这个发现 引发了人们发明液晶显示设备的念头 。 草鱼 草鱼 1.2 草鱼 草鱼 LCD 液晶显示器的 发展现状 草鱼 早期 的时候 ， 鲤鱼 技术 还 不成熟 ， 鲤鱼 LCD 液晶显示器 主要 被 应用于电子表 、 pork计算器等领域 。 草鱼草鱼 世界 第一台 真正意义上的 液晶显示设备出现在 20 世纪 70 年代初 ， 鲤鱼 它 被称之为 TN-LCD（扭曲向列）液晶显示器 。 草
22、鱼 虽然 是 用 单色显示 的方式 ， 鲤鱼 但 它仍 然 被推广到了电子表 、 pork计算器等领域 。 草鱼 草鱼 和 TN 技术不同的是 ， 鲤鱼 TFT 的显示采用 “ 背透式 ” 的 照射方式 假想的光源路径 是从下向上 ， 鲤鱼 而 不是像 TN 液晶那样从上至下 。 草鱼 草鱼 草鱼 光源路径 设计成 从下向上 的作法是在液晶的背部设置特殊光管 ， 鲤鱼 光源照射时通过下偏光板向上透出 。 草鱼 由于上下夹层的电极改 变 成 为 FET 电极和共通电极 ， 鲤鱼 在 FET 电极导通时 ，鲤鱼 液晶分子 的表现也会改变 ， 鲤鱼 可以通过 使用 遮光和透光 的方法 来达到显示的目
23、的 ， 鲤鱼 响应时间 提高到 80ms 左右 。 草鱼 草鱼 因 为 TFT 具有比 TN 更高的对比度 ， 鲤鱼 更丰富的色彩 和 更快 的 荧屏更新频率 ， 鲤鱼 所以 TFT俗称 “ 真彩 ” 。 草鱼 相 比较 于 DSTN， 鲤鱼 TFT 的主要特点是 给 每个像 素 都 配置 了 一个半导体开关器件 。 草鱼 由于每个像素都可以通过点脉冲 来 直接控制 ， 鲤鱼 因而每个节点都 显得更 独立 ， 鲤鱼东北大学东软信息学院毕业设计（论文） 第 1 章 绪论 -2- 并可以连续控制 。 草鱼 这样的设计方法不 但 提高了显示屏的反应速度 ， 鲤鱼 而且 也可以精确控制显示 的 灰度
24、， 鲤鱼 这就是 TFT 色彩 比 DSTN 更为逼真的原因 。 草鱼 草鱼 草鱼 2001 年以后 LCD 液晶显示 器 技术开始走上成熟发展之路 、 pork但仍然生存在 CRT 显示器阴影下 (CRT 直译中文为 ： por k阴极射线管 ， 鲤鱼 英文名称为 草鱼 Cathode-Ray 草鱼 Tube)。 草鱼草鱼 传统的 CRT 显示器 的发展历程为 从黑白到彩色 和 从球面到柱面再到平面直角 最后 直至纯平的发展 。 草鱼 在这段 非常快速 前进的历程中 ， 鲤鱼 显示器的视觉效果在 跳跃性 提高 ， 鲤鱼 带宽 、pork画质 、 pork分辨率 、 pork刷新和色彩 率等各
25、项指标均有 非常 大的提升 。 草鱼 目前 主流的纯平显示器 色彩真实 ， 鲤鱼 图像无扭曲 ， 鲤鱼 画面清晰 ， 鲤鱼 视角更广阔 ， 鲤鱼 而且在设计 时 还充分考虑 到 了人类 的 视觉构造 ， 鲤鱼 好的纯平显示器 在 长时间使用 之后 ， 鲤鱼 眼睛不 会 感到疲劳等一系列优势 。 草鱼 但是 草鱼同期的液晶显示器存在画面延时 ， 鲤鱼 色彩还 远 不够真实 ， 鲤鱼 可视角度削弱等缺点 ， 鲤鱼 所以 ， 鲤鱼在 2005 年以前 ， 鲤鱼 LCD 液晶显示器 一直生活在 CRT 显示器的阴影下 。 草鱼 草鱼 不过与此同时我们也对比看到 LCD 液晶显示器 宽广的发展前景 ：
26、pork可以说纯平显示器是CRT 显 示器发展的最高水平 ， 鲤鱼 然而 ， 鲤鱼 由于 CRT 显示器的基本工作原理是依靠高电压激发的游离电子轰击显示屏而产生各种各样的图像 ， 鲤鱼 技术已经 十分成熟 ， 鲤鱼 没有太多的发展余地 。 草鱼 受限于此 ， 鲤鱼 传统 CRT 显示器在体积 、 pork重量 、 pork功耗等方面露出自己的劣势 。 草鱼 草鱼 当时 ， 鲤鱼 由于液晶面板厂商基本都是第三代以前的生产线 ， 鲤鱼 在切割 15、 pork17 吋等主流尺寸液晶面板的时候成本居高不下 ， 鲤鱼 所以 ， 鲤鱼 在那个年代 ， 鲤鱼 LCD 的售价也自然居高不下 ， 鲤鱼 15吋
27、 LCD液晶显示器 售价达到 4000 元以上 ， 鲤鱼 和当时同样显示面积的 17 吋 CRT显示器 2000多元的价格根本没有任何优势 ， 鲤鱼 所以 ， 鲤鱼 在那个年代 ， 鲤鱼 LCD 液晶显示器 只是一些奢侈玩家的摆设品 。 草鱼 草鱼 经过 2003 年 LCD 液晶显示器 大幅度调价 ， 鲤鱼 消费者发现 LCD 液晶显示器 的价格与 CRT显示器进一步接近了 ， 鲤鱼 尤其是大尺寸 LCD 液晶显示器 的售价和同尺寸的 CRT 显示器相比甚至有一些尺寸开始有优势 。 草鱼 大家在关注液晶显示器的同时 ， 鲤鱼 开始注意到在液晶显示器具备一些独特的优势 。 草鱼 草鱼 1、 p
28、or k大大提高桌面利用率 草鱼 草鱼 2、 por k易于悬挂 、 pork拼接 草鱼 草鱼 3、 por k接口更丰富 、 porkDVI 成为标准配置 草鱼 草鱼 4、 por k分辨率更高 ， 鲤鱼 相同尺寸的可视面积更大 草鱼 从 2003 年开始 ， 鲤鱼 各大显示器厂商开始意识到一个重要的问题 ， 鲤鱼 要提高 LCD 液晶显示器的市场地位 ， 鲤鱼 他们当务之急是解决 LCD 液晶显示器 拖影问题 。 草鱼 所以 ， 鲤鱼 我们可以注意到 ，东北大学东软信息学院毕业设计（论文） 第 1 章 绪论 -3- 鲤鱼 LCD 液晶显示器 响应时间技术从 2003 年开始飞速发展 ， 鲤
29、鱼 从早期的 50ms 到 06 年的 1ms，鲤鱼 这完全是一个质的改变 。 草鱼 草鱼 2003 年以前 ， 鲤鱼 还是有很多 40 毫秒甚至是 50 毫秒的产品的 ， 鲤鱼 它们充其量只能应付一些基本的文本办公 ， 鲤鱼 游戏应用根本无从谈起 。 草鱼 不少早期的用户有这种体验 ， 鲤鱼 在 CRT 上玩惯魔兽之后 ， 鲤鱼 突然换成一台响应时间 为 30ms 的 LCD 液晶显示器 上进行游戏 ， 鲤鱼 感觉自己操作以后技能和任务迟迟没有发生变化 ， 鲤鱼 这就是 LCD 液晶显示器 早期被游戏玩家严重诟病的一个地方 。 草鱼 草鱼 1.3 选题目的 草鱼 本课题主要任务是设计基于 FPGA 的 LCD 驱动电路的设计和实现 ， 鲤鱼 兼顾好程序的易用性 ， 鲤鱼 以方便之后模块的移植和应用 。 草鱼 最后在 FPGA 上显示任意的英文字符和数字 ， 鲤鱼 另外要能根据输入数据的变化同步变化 LCD 液晶显示器 上显示的内容 。 草鱼 同时要能将储存模块中的 数据正常地显示在 LCD 液晶显示器 上 。 草鱼草鱼 草鱼草鱼
