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基于NiosⅡ的智能液晶终端系统设计

作　者: 邬丽娜
导　师: 张玲
学　校: 重庆大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 智能液晶终端 NiosⅡ FPGA 四点画圆算法
分类号: TN873.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 33次
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内容摘要


液晶显示器(LCD)由于其功耗低、体积小、重量轻等许多其他显示器无法比拟的优点,被广泛应用于工业控制和消费电子等领域。液晶显示器越来越多地成为各种仪器仪表和测控系统中的人机交互界面和显示模块。控制液晶显示器在硬件设计和软件编程上都具有较大的难度,而且用点阵来操作字符和图形的显示也是一件非常烦琐的工作。目前国内外已有很多公司开发出液晶控制芯片。但是,各公司生产的液晶控制芯片只适用于自己公司生产的液晶显示屏,针对性比较强,可移植性差,成本较高,不利于在低成本民用产品中广泛使用,给液晶显示产品的开发带来了诸多不便。因此开发出具有通用接口的液晶显示系统具有现实意义。本课题立足于液晶显示产业高速发展的现实,结合目前液晶显示控制器的现状,设计出基于NiosⅡ的智能液晶终端系统。该系统以Altera公司的FPGA为核心,结合320×240 TFT LCD组建了硬件平台。课题设计了具有可移植性的LCD控制器IP核,在FPGA内部构建基于NiosⅡ的嵌入式系统,在NiosⅡ上软件编程,实现智能液晶终端系统的字符、图形、图片显示和屏幕数据实时存储等多种功能。由于硬件平台利用FPGA作为整个设计的核心,因此该系统设计方案灵活,体积小、成本低、可移植,适用于多种电子产品的开发。另外,通过对Bresenham画圆算法的改进,生成了一种新的四点画圆算法,该算法在保证原有画圆精度的前提下大大提高了画圆速度。最后的验证表明,本课题设计的智能液晶终端系统成功完成了各项预定功能,二次开发者只需通过串口发送指令的方式就能在该系统上设计出丰富的图形界面,大大节省了专业产品开发的时间。

全文目录


中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-11
  1.1 论文的课题背景  8
  1.2 液晶显示器发展现状  8-9
  1.3 论文的课题意义  9-10
  1.4 本文内容安排  10-11
2 SOPC 技术与 NIOS Ⅱ 软核处理器简介  11-22
  2.1 嵌入式系统  11
  2.2 SOPC 概述  11-12
  2.3 SOPC 系统设计  12-17
    2.3.1 Nios Ⅱ 处理器  12-14
    2.3.2 软核  14-15
    2.3.3 Avalon 总线规范  15-16
    2.3.4 Nios Ⅱ 处理器系统的外围设备  16-17
  2.4 SOPC 开发环境  17-19
    2.4.1 Quartus Ⅱ  17-18
    2.4.2 SOPC Builder  18
    2.4.3 Nios Ⅱ IDE 简介  18-19
  2.5 SOPC 系统开发流程  19-22
3 智能液晶硬件设计  22-35
  3.1 系统总体设计  22
  3.2 硬件设计  22-27
    3.2.1 Nios Ⅱ 处理器  23-24
    3.2.2 SOPC 系统构建  24-26
    3.2.3 锁相环  26
    3.2.4 系统顶层图  26-27
  3.3 液晶显示模块(LCM)  27-35
    3.3.1 液晶显示器件介绍  28-29
    3.3.2 LCM 工作原理  29
    3.3.3 显示缓存设计  29
    3.3.4 LCD Controller 设计  29-35
4 智能液晶软件设计  35-55
  4.1 软件总体设计  35-36
  4.2 系统初始化  36-37
  4.3 串口通信应用程序设计  37-39
    4.3.1 字符通信指令格式  38
    4.3.2 字符通信程序结构  38-39
  4.4 字符操作模块设计  39-44
    4.4.1 点阵字模  39-40
    4.4.2 点阵字库  40-42
    4.4.3 字库存储  42-43
    4.4.4 中英文显示设计  43-44
  4.5 图形操作模块设计  44-48
    4.5.1 直线  44
    4.5.2 圆  44-47
    4.5.3 区域填充  47-48
  4.6 图片显示模块设计  48-52
    4.6.1 位图文件结构  48-50
    4.6.2 位图存储  50
    4.6.3 C 语言操作方法  50-52
  4.7 其它功能模块设计  52-55
    4.7.1 屏幕数据实时存储  52-53
    4.7.2 中断控制  53-54
    4.7.3 光标控制  54-55
5 系统验证分析  55-59
  5.1 验证平台简介  55
  5.2 验证结果及分析  55-58
    5.2.1 串口通信  55-56
    5.2.2 图片及数学图形显示  56-57
    5.2.3 字符显示  57
    5.2.4 实时数据存储  57-58
  5.3 小结  58-59
6 总结与展望  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-63
附录 作者在攻读学位期间发表的论文目录  63

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 终端设备 > 显示设备、显示器 > 液晶显示器
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