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液晶显示控制器设计及其在PSoC实验平台上的应用

作　者: 黄贤校
导　师: 王成华
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 电路与系统
关键词: 液晶显示控制器 DDR SDRAM控制器 现场可编程门阵列 可编程片上系统 实验平台
分类号: TN873.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着信息技术的飞速发展,液晶显示的应用领域已经全面深入到了人们生活的各方面,给人们信息交流带来了极大的方便。本文研究并开发一种面向嵌入式显示系统的,以FPGA为中心的液晶显示控制器。该液晶显示控制器以单片DDR SDRAM为显示存储器存储图像数据,以FPGA为控制中心,嵌入式系统通过对液晶显示控制器的操作,实现了对液晶显示扫描时序的设置和显示数据的写入,从而完成对液晶显示器件显示的操作。首先,本文在讨论了液晶显示原理、国内外现状和目前主要实现方法的基础上,依据本文的设计要求,论证了本文设计的液晶显示控制器的系统整体结构。接着对主要硬件的芯片选型及硬件电路设计做了阐述。然后,分析了该液晶显示控制器主要模块的设计。主要包括MCU接口模块、显示存储控制模块、AFIFO模块、地址产生模块、LCD接口模块。重点论述了工作寄存器的设计、DDR SDRAM控制器设计、采用AFIFO解决异步时钟域数据传输问题、液晶屏时序驱动信号的产生。PSoC将可配置的模拟和数字功能、存储器、微控制器整合在一个芯片上,是真正的可编程的嵌入式系统芯片。最后,本文设计了基于PSoC的实验平台,并将之前设计的液晶显示控制器应用于PSoC实验平台,显示结果达到了预期目标,证明了本文设计的液晶显示控制器是实用有效的。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章 绪论  11-19
  1.1 引言  11
  1.2 液晶的显示和驱动原理  11-16
    1.2.1 液晶显示器的特点和分类  11-12
    1.2.2 液晶显示原理  12-15
    1.2.3 液晶驱动原理  15-16
  1.3 液晶显示控制器的国内外发展现状  16-17
  1.4 课题的研究内容和意义  17-18
  1.5 本文的结构  18-19
第二章 液晶显示控制器的总体方案设计  19-26
  2.1 液晶显示控制器功能定义  19-20
  2.2 液晶显示控制器主要实现方法  20-23
  2.3 总体方案设计  23-26
    2.3.1 设计要求  23-24
    2.3.2 系统整体结构  24-26
第三章 液晶显示控制器的硬件设计  26-35
  3.1 FPGA 芯片选型  26-30
  3.2 显示存储芯片选型  30-33
    3.2.1 SRAM 与DDR SDRAM 的比较  30
    3.2.2 FPGA 与DDR SDRAM 的连接电路  30-33
  3.3 FPGA 的SPI Flash 加载电路  33-35
第四章 液晶显示控制器的主要模块设计与实现  35-53
  4.1 MCU 接口模块  35-38
    4.1.1 接口时序和引脚说明  35-36
    4.1.2 工作寄存器描述  36-37
    4.1.3 MCU 接口电路的实现  37-38
  4.2 显示存储控制模块  38-46
    4.2.1 显示数据格式和存储方式  38-39
    4.2.2 DDR SDRAM 的内部结构和控制时序  39-42
    4.2.3 基于FPGA 的DDR SDRAM 控制器设计  42-45
    4.2.4 DDR SDRAM 控制器的应用  45-46
  4.3 AFIFO 模块  46-50
    4.3.1 AFIFO 的电路结构  46-48
    4.3.2 格雷码计数器  48-49
    4.3.3 AFIFO 的应用  49-50
  4.4 地址产生模块  50
  4.5 LCD 接口模块  50-53
    4.5.1 STN 型显示接口时序  51
    4.5.2 TFT 型显示接口时序  51-53
第五章 液晶显示控制器的仿真验证  53-59
  5.1 FPGA 的设计实现  53-56
  5.2 验证方案设计  56
  5.3 综合与仿真结果  56-59
第六章 PSoC 实验平台设计与液晶显示控制器的实现  59-68
  6.1 PSoC 实验平台介绍  59-60
    6.1.1 PSoC 芯片简介  59-60
    6.1.2 PSoC 实验平台  60
  6.2 PSoC 实验平台硬件设计  60-63
    6.2.1 系统组成结构  60-61
    6.2.2 硬件布局  61-62
    6.2.3 硬件模块  62-63
  6.3 基于PSoC 的简易数字示波器设计  63-66
  6.4 实验结果  66-68
第七章 总结与展望  68-70
参考文献  70-73
致谢  73-74
在学期间的研究成果及发表的学术论文  74

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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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