FPGA控制LCD显示的设计与实现.doc

FPGA控制LCD显示的设计与实现 王 彦 方 艾 张清明 南华大学电气工程学院（湖南421001） 摘要：研究用FPGA实现对LCD显示驱动的控制，通过一个数字时钟作为演示，具体论证用FPGA驱动字符型液晶显示器的方法，其核心是控制液晶显示控制器的时序，经测试，该方法切实可行，可以代替用单片机驱动LCD。 关键字：FPGA LCD 驱动 中图分类号： 文献标识码： Design Implementation on Controlling LCD by FPGA Wang Yan Fang Ai Zhang Qingming ( College of Electrical Engineering, Nanhua University Hengyang Hunan China 421001 ) Abstract: Research into controlling LCD by FPGA. By demonstrating a digital clock, the implementation of driving a character LCD by FPGA is reasoned, which is mainly by controlling the time sequence of the LCD display controller. The technique is proved to be feasible after test, so that it can take the place of single chip process mode. Keywords: FPGA LCD Driver 1概述：电子产品中，LCD 是实现人机对话的重要元素之一，其显示方式灵活多样、工作电压低、功耗低、寿命长、无辐射、无污染等优点，使之得到了广泛应用。目前，液晶显示几乎已应用于生产、生活的各个领域，如电子手表、手机、电子字典、PDA、便携计算机等。液晶显示屏大致可分为段式、字符式、点阵式或单色，彩色等。其中字符型液晶显示模块是一类专用于显示字母、数字、符号，中文等的点阵型液晶显示模块。液晶显示驱动控制一般是由单片机完成的，技术已相当成熟，但由于单片机系统中必须使用许多分立元件组成外围电路，占用系统较多资源，可能需要共用总线，造成编程的相对复杂，整个系统的抗干扰性也会降低。在某些应用场合如高温，高压，高频辐射较强的环境中，系统可能无法稳定工作。FPGA提供了新的思路，FPGA系统资源丰富，灵活性强，抗干扰能力强，应用范围广，利用硬件描述语言（DHL）2）,信号功能（表3）及写操作时序（图1）如下： 引脚 符号 状态 功能 1 VSS 电源地 2 VDD ＋5V逻辑 3 V0 电源液晶驱动电源 4 RS 输入 寄存器选择 1:数据0:指令 5 RW 输入 1:读操作 0:写操作 6 E 输入 使能信号 7 DB0 三态 数据总线（LSB） 8 DB1 三态 数据总线 9 DB2 三态 数据总线 10 DB3 三态 数据总线 11 DB4 三态 数据总线 12 DB5 三态 数据总线 13 DB6 三态 数据总线 14 DB7 三态 数据总线(MSB) 表1. HD44780引脚功能 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 功 能 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 清屏 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 归位 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 输入方式设置 0 0 0 0 0 0 1 D C B 显示开关控制 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 光标、画面位移 0 0 0 0 1 DL N F * * 功能设置 0 0 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 CGRAM地址设置 0 0 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 DDRAM地址设置 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 读BF及地址计数器AC值 1 0 写数据 1 1 读数据 表2. HD44780指令集 RS R/W E 功能 0 0 下降沿 写指令代码 0 1 高电平 读忙标志和AC值 1 0 下降沿 写数据 1 1 高电平 读数据 表3. HD44780信号功能表 图1. HD44780写操作时序图 3 驱动控制原理： 用FPGA驱动液晶显示的原理是对控制器HD44780进行控制，时序与用单片机驱动的时序是基本相同的，通过