可编程逻辑器件课程设计.doc

编号： 1104020414 课程设计 （可编程逻辑器件与应用） 题目： 128*32LCD液晶显示器汉字显示 院 （系） 计算机与信息工程学院 专 业 信息工程 班 级 信息112班 学生姓名 马博渊 2014年6月摘要 本可编程逻辑器件与应用设计基于EL-EDA-VI实验电路箱、E-Play-SOPC开发板，主要利用Altera公司的Cyclone系列的FPGA芯片与VerilogHDL语言，针对于12832LCD液晶显示屏，进行开发。通过输入时钟与预置显示字符，让字符串依次显示在液晶显示屏上，并且在显示完整后，保持不变。通过仔细研究讨论了多种方案后，决定采用一个较为可行的方案完成设计，即为利用FPGA发出控制信号与所需显示的数据，通过控制电路，对LCD驱动时序并且显示数据。 本次设计，基于QUARTUS II 软件进行功能仿真和测试，通过编译后，利用JTAG接口将程序烧录入FPGA中，在实验箱上连接好电路，观察实验结果。本设计，实验效果良好，具有稳定、渐变效果的输出，字符输出准确，实验程序清楚明了。 关键词：VerilogHDL，12832液晶显示屏，FPGA，依次显示，功能仿真 目录 1 绪论 LCD液晶显示器汉字滚动显示 1 2 设计方案分析 1 2.1 设计要求 1 2.2 设计思路 1 2.3 设计原理简述 1 2.3.1 12832液晶显示器 1 2.3.2 FPGA控制模块 1 2.3.3 整体设计原理 2 3 LCD液晶显示汉字的设计实施 2 3.1 硬件电路 2 3.1.1 FPGA 2 3.1.2 液晶显示屏 12832 3 3.2 程序设计 4 4 系统测试分析 11 4.1 仿真测试分析 11 4.1.1 功能仿真分析 11 4.1.2 时序仿真分析 12 4.3 电路下载测试分析 12 5 结论 13 参考文献 13 1 绪论 LCD液晶显示器汉字显示 本次设计的意图在于利用Verilog语言实现汉字在12832LCD液晶显示屏显示字符和汉字，实现功能仿真，并在实验设备上调试通过。设计的意义在于增强关于Verilog语言的掌握熟练程度，熟悉状态机，能够综合利用所学知识，自行设计硬件语言的灵活使用与硬件设计能力。并且，在课程之外拓展关于液晶显示屏等常用硬件的相关知识，将理论与实际操作实现结合。 本报告涉及设计方案的阐述和说明，程序与电路的设计与测试，软件仿真测试与硬件操作测试与实验结果说明。 2 设计方案分析 2.1 设计要求 用Verilog语言实现汉字在12864LCD的显示，实现功能仿真，并在实验设备上调试通过。 静态显示（基本功能）：显示“北京工商大学”； 2.2 设计思路 通过FPGA发出控制信号与需要显示的数据，控制LCD液晶显示屏进行显示。显示字符通过查找相关字库（GB）（具体至百度下载：汉字十六进制转换工具），找到所要查找的汉字对应的十六进制数表示方式，利用程序预置对应输出的汉字和字符，使用外部时钟（频率：10HZ），控制显示器在按下复位键（reset键）时，开始依次逐渐显示对应的转码后的正常可读的字符。利用外部晶振，输入时钟信号，控制显示器的显示过程与效果。 2.3 设计原理简述 2.3.1 12832液晶显示器 C12832-19B中文液晶显示模块的液晶屏幕为128*32，可显示两行字符，每行可显示八个汉字。（如图2.1）汉字和相关字符可查阅12832的字库，获得对应的十六进制数。 图2.1 C12832-19B中文液晶 2.3.2 FPGA控制模块 实验板E-PLAY-SOPC上以FPGA芯片为核心，通过JTAG接口实现与PC的连接，便于下载和在线调试程序。通过VGA电路模块与实验箱EL-EDA-VI相连接与控制。在FPGA中写入编写好的相关程序，实现硬件的控制。这里，使用Verilog语言，编写显示字符的程序，通过FPGA，使用实验箱上的10Hz频率作为外部时钟，将实验效果显示在液晶显示屏上。 2.3.3 整体设计原理 图2.2 整体设计图 3 LCD液晶显示汉字的设计实施 3.1 硬件电路 3.1.1 FPGA 图3.1 SOPC板上FPGA管脚示意图 注：VGA模块用于与实验箱底板相关连接与控制，在程序中设置四位VGA为0001，目标是使用实验箱的开关、信号输出口与时钟频率信号模块，以便于与液晶显示屏进行电路连接。 3.1.2 液晶显示屏 12832