液晶显示电路.doc

4-78? 以FPGA为核心的液晶显示电路设计与实现 龙 ?燕? 李剑峰? 曹科峰? 曹宁翔 与专用集成电路相比，可编程逻辑器件(FPGA)芯片具有高灵活性、快速定制性等优点，扩展性强；而液晶器件的工作电压低、功耗低、显示信息量大、可以显示复杂的文字及图形。因此，将两者结合起来实现功能、工作方式可修改的液晶显示器有着积极的意义。 文中介绍了采用大规模可编程逻辑器件设计与实现液晶显示电路的一种新方法。设计了以FPGA为核心的液晶显示、控制硬件电路和基于硬件描述语言(VHDL)的各功能模块，并将多个模块集成在一片FPGA芯片上，相应地，设计了外围驱动电路，实现了80?64点阵液晶屏的实时显示。 FPGA采用Altera公司的EP1C6T144C8芯片作为控制器，设计液晶显示电路。控制系统通过串行通讯口RS485与PC机连接，显示图像的数据由PC机上采用VB设计的软件获得并按序排列，通过RS485串口电路传送给FPGA，数据传送采用异步传送方式，速率为128 kbps。驱动电路采用T6A39(80路列驱动器)和T6A40芯片(68路行驱动器)组成。系统硬件组成如图1所示。 本系统中的EP1C6T144C8作为液晶显示控制器，设计、产生行、列同步控制等相关的驱动信号和有用的图像数据信号，实时读取PC机发来的显示数据，并传送给液晶驱动部分电路。在FPGA内部，采用VHDL设计的模块电路包括：时钟模块、串行接口电路、内部RAM块、读写电路和时序产生电路。共同完成串行数据接收、数据串?并转换、数据缓存以及控制驱动部分的时序和数据输出功能。 输出信号通过电平转换后传送给驱动部分T6A39和T6A40。驱动部分按照发来的工作时序按位接收数据，并输出驱动信号，在液晶器件上实时显示与PC机上相同的图像。 液晶驱动电路的电平依据LCD中液晶材料的特性而定。本系统采用德国Merck液晶公司生产的液晶材料，驱动电流很小，采用MC34063即可获得驱动电压。根据需要，驱动电压部分设计成5分压电路。 采用FPGA设计的串行通讯接收器，可作为通用异步接收器使用。通过扩展外部的行、列驱动器个数，利用FPGA的快速定制性，可以方便地实现更多像素点的液晶显示，增强了系统的灵活性。而且可在电路外扩展存储芯片，用来保存多幅图片。 /chinese/nb/qw2006/catalog4/4-78.htm 基于FPGA的液晶显示接口设计 上传者：张殊凡??浏览次数:701 ? ? 引言??? 在小规模图形液晶显示模块上使用液晶显示驱动控制器组成液晶显示驱动和控制系统，是当今低成本，低功耗，高集成化设计的最好选择，SED1520是当前最常用的一种液晶显示驱动控制器，这类图形液晶显示模块的规模为32行，本文用到的液晶模块CM12232即是内置SED1520的液晶显示模块，该模块的驱动控制系统由两片SED1520组成。??? FPGA即现场可编程门阵列器件，这是一种超大规模集成电路，具有在电路可重配置的能力（in circuit reconfigurable，ICR）。设计者设计的逻辑可在编译、适配后变成网络表下载到FPGA芯片上之后，FPGA即可执行设计的逻辑功能。因此，FPGA在芯片控制、接口逻辑设计等各个方面的应用越来越广泛。系统硬件设计??? 本方案采用的FPGA为Alter公司的ACEX1K30芯片，它可提供系统的时钟及读写控制，ACEX系列的FPGA由逻辑阵列块LAB（Logic array block）、嵌入式阵列块EAB（embedded array block）、快速互联以及IO单元构成，每个逻辑阵列块包含8个逻辑单元LE（logic element）和一个局部互联[1]。每个逻辑单元则由一个4输入查找表（LUT）、一个可编程触发器、快速进位链、级连链组成，多个LAB和多个EAB则可通过快速通道互相连接。EAB是ACEX系列器件在结构设计上的一个重要部件，他是输入端口和输出端口都带有触发器的一种灵活的RAM块，其主要功能是实现一些规模不太大的FIFO、ROM、RAM和双端口RAM等。在本液晶显示接口电路中，EAB主要用宏功能模块实现片上ROM。它通过调用FPGA上的EAB资源来实现汉字的显示和字符的存储，并根据控制信号产生的地址值从ROM中读取字符值，然后送LCD显示器进行显示。??? 由于所用的图形点阵液晶块内置有SED1520控制器，所以，其电路特性实际上就是SED1520的电路特性。SED1520的主要特性如下[2]： ??? 具有液晶显示行驱动器，具有16路行驱动输出，并可级联实现32行驱动。??? 具有液晶显示列驱动器，共有61路列驱动输出。??? 内置时序发生器，其占空比可设置为1/16和1/32两种。??? 内藏显