基于FPGA的LCD显示控制系统的毕业设计
基于FPGA的LCD显示控制器设计
现代测量与实验室管理2006年第5期 文章编号:1005-3387(2006)05-0010-12基于FPG A的LC D显示控制器设计韩建国 严 强(北京化工大学,北京 100029)摘 要:文章介绍了图形式LCD视频控制芯片的设计方案,详细分析了该控制芯片的系统设计和各模块的功能实现,讨论并分析了模拟电路部分的设计,使用VHDL硬件描述语言完成了芯片数字部分的设计工作。
LCD显示控制模块应用于示波表系统,为基于DSP、FPG A、LC D显示器协同工作的系统提供了一个较好的解决方案。
关键词:LC D;FPG A;控制器;功能模块中图分类号:T H85 文献标识码:A0 引言LC D显示控制模块作为示波表系统数据处理的一个部分,外围控制器利用LC D显示控制模块来完成包括波形、参数、用户菜单等最终结果的显示。
LC D液晶显示器具有体积小、低功耗、控制接口简单等优势,是一般便携式设备最理想的显示终端。
本文从LC D液晶显示器的工作原理,液晶显示数据缓存区的设计及LC D显示控制器的设计来介绍该模块的设计与实现。
1 LCD显示器特征及驱动原理根据显示区大小的要求,我们采用了M icr oti p sTechnol ogy I nc.公司MTG-F32240HF W NSEB-01型LCD液晶显示器。
以下简要的对LCD液晶显示器的工作原理进行介绍。
MTG-F32240X是FST NPositive类、320×240像素、图形显示方式的液晶显示器件。
它带有行列驱动电路以及EL背光电路[1]。
图1 LC D接口时序(行频脉冲和帧起始信号)该类液晶显示器的接口时序主要反映在驱动信号C L1、C DL2、FR M和数据D0-D3之间如图1、图2所示的时序配合上。
各驱动信号参考工作频率C L2为1. 28MHz;C L1为16K Hz;FR M为66Hz。
其详细的驱动时序为发出80个段移位脉冲C L2后(即扫描一行结束)发出一个行频脉冲C L1,当发出240个C L1脉冲后发出帧开始信号FR M,标志整屏显示结束。
一种基于FPGA的LCD显示方案设计
一种基于FPGA的LCD显示方案设计★中国电工技术学会出品★致力于产业界与学术界融合创新的品牌会议①浏览会议通知，请戳下面标题☟☞会议通知︱2018第十二届中国电工装备创新与发展论坛暨第八届电工技术前沿问题学术论坛（第一轮）②了解大会征文详情，请戳下面标题☟☞两大技术论坛联合征文︱《电工技术学报》《电气技术》两刊携手打造学术盛宴③参会注册，请长按识别下方二维码☟（先注册网站会员，然后提交报名信息）南瑞集团中电普瑞科技有限公司的研究人员张佃青、詹雄等，在2018年第4期《电气技术》杂志上撰文指出，LCD显示模块为电力系统控制保护装置及其他工业控制装置提供了友好的人机接口，目前主要通过配置独立显示系统实现。
本文在电力系统控制保护装置的CPU通信管理插件的POWERPC+FPGA硬件架构上，提出了一种LCD集成显示方案。
POWERPC通过基于Qt开发的显示模块应用程序，将显示数据通过LINUX系统LCD驱动的Framebuffer设备快速传输给FPGA，而FPGA则实现显存数据存储及LCD控制器功能，LCD接口电路由接插件直接与LCD屏连接。
该方案取消了独立显示系统，测试结果表明不同网络压力下，CPU的负荷率不高于30%，LCD显示界面清晰，界面切换流畅，插件同时满足了通信和显示的要求，实现了装置LCD显示在CPU插件的集成。
LCD显示模块为电力系统控制保护装置和其他工业控制装置提供了友好的人机接口。
电力系统控制保护装置集测量、控制、监视、保护、通信等多种功能于一体，是在电力系统或电力设备发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要二次设备[1]。
继电保护新原理的出现，灵活交流输电、直流输电等新技术、设备的大量应用，智能化变电站的提出与推广，对控制保护装置的功能、性能提出了更高的要求，对装置内的核心处理器芯片的性能也提出了更高的要求[2-3]。
目前控制保护装置中广泛采用高性能DSP、ARM、POWERPC等处理器芯片[2,4-5]。
基于FPGA的液晶显示设计毕业设计论文
诚信申明本人申明：我所呈交的本科毕业设计（论文）是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京化工大学或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。
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基于FPGA与单片机通讯的LCD显示模块设计_毕业设计(论文)
基于FPGA与单片机通讯的LCD显示模块设计摘要在数字电路技术高度发展的今天，基于FPGA、单片机的产品无处不在。
液晶显示也成为现代显示器的主流产品。
LCD液晶显示已经是人机交互界面得以实现的关键手段。
本文对基于FPGA与单片机通信及单片机驱动LCD 液晶显示器系统进行了研究。
本文简要介绍了用单片机作驱动控制器的GDM12864A的基本原理，汉字的显示原理以及单片机的原理。
阐述了基于51系列单片机的LCD 液晶显示器的并行方式的接口电路设计方法。
对驱动电路的应用方法加以研究，还详细说明了其驱动程序相关部分的设计步骤并给出了相关代码。
本设计的重点是用单片机驱动控制LCD显示器，接受来自FPGA发的信号。
根据实验室的要求。
FPGA输出一些简单的数字信号，通过LCD显示相应的结果。
本设计的目的就是将LCD用到实验里。
不止做简单的几个汉字显示。
让它显示我们试验中FPGA发的信号数字。
在本课题中，FPGA只传输一些在试验中比较简单的数字信号。
所以在写驱动程序库在不需要太多的汉字库，设置一些数字，字母和一些常用的算数逻辑符号即可满足我们的要求。
通过本课题设计能解决试验箱GW48-SOPC上LCD一直不被利用的状态，让它在教学中发挥它应用的作用。
让我们在做实验时观察的结果更直观方便。
关键词：FPGA，LCD，单片机，GDM12864A，GW48-SOPCSingle-chip FPGA-based communications with the LCDdisplay module designABSTRACTIn the digital circuit technology of today's highly developed, based on the FPGA, MCU products everywhere. LCD monitors have become the mainstream of modern products. LCD liquid crystal display is a man-machine interface of the key means to achieve. In this paper, with the single-chip FPGA-based communications and single-chip LCD driver liquid crystal display systems were studied.This paper introduces the use of single-chip controller driver for GDM12864A the basic principles of the principle characters of the show, as well as the principle of single-chip microcomputer. 51 series of single-chip based on the LCD liquid crystal display mode of the parallel interface circuit design. Of the drive circuit to study the application of methods, but also a detailed description of its driver-related part of the design steps and give the relevant code.The focus of this design is a single-chip LCD display drive control, receive the signal from the FPGA made. In accordance with the requirements of the laboratory. FPGA output of some simple digital signal through the LCD shows the corresponding results. The purpose of this design is the LCD used in the experiment. Do more than simply show that the number of Chinese characters. It shows that we made the pilot signal in the digital FPGA.In this issue, FPGA transmission only in the test is relatively simple digital signal. Therefore, in writing database drivers do not need too much in hancku, set up some numbers, letters and a number of commonly used logic symbol count to meet our requirements. Issues through the design of the chamber to solve GW48-SOPC on LCD has not been utilized, and in teaching it to play its role in applications. Let us do sdddo to observe the results of experiments to facilitatemore intuitive.KEY WORDS：FPGA, LCD, single-chip, GDM12864A, GW48-SOPC目录前言 (6)第1章绪论 (8)§1.1 开发背景及意义 (8)§1.2 系统方案 (8)§1.3 系统方案流程图 (9)§1.4 系统方案论证 (9)§1.5 系统需求 (10)§1.6 开发软硬件平台 (10)第2章系统硬件设计 (11)§2.1 单片机 (11)§2.1.1 单片机概述 (11)§2.1.2 单片机系列芯片介绍 (11)§2.2 FPGA (12)§2.2.1 FPG A概述 (12)§2.2.2 FPGA系列芯片介绍 (13)§2.3 CPU的选择及应用 (16)§2.3.1 MCS-51单片机的内部结构及芯片图 (16)§2.3.2 Cyclone EP1C6结构及特性 (22)§2.4 LCD液晶显示器 (23)§2.4.1 LCD液晶器工作原理 (23)§2.4.2 GDM12864A 图形液晶显示模块电路特性 (24)§2.5 硬件原理连接 (26)§2.5.1 单片机与FPGA并行通信接口 (26)§2.5.2 单片机与LCD连接 (27)§2.5.3 整系统连接图 (28)第3章系统软件设计 (29)§3.1 软件设计模块概述 (29)§3.2 FPGA嵌入式存储器模块 (29)§3.3 单片机模块 (31)§3.4 GDM12864A 图形液晶显示模块的软件特性 (32)§3.5 汉字取模 (36)第4章开发环境 (38)§4.1 系统调试软件Keil uVision2 (38)§4.2 系统调试软件Quartus II (39)第5章系统测试与结果仿真 (40)§5.1 FPGA模块测试 (40)§5.2 单片机驱动测试 (40)§5.3 整体系统测试 (41)结论 (43)参考文献 (1)致谢 (2)前言自上世纪70年代第一位4位单片机问世，到如今的8位，16位，32位单片机，其应用已涉足诸多领域，如工业生产，航空航天，生物技术，医疗器械，办公自动化等等。
一种基于FPGA的LCD显示方案设计
一种基于FPGA的LCD显示方案设计张佃青;詹雄;杨立;王宇红;王慧铮【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2018(019)004【摘要】LCD显示模块为电力系统控制保护装置及其他工业控制装置提供了友好的人机接口,目前主要通过配置独立显示系统实现.本文在电力系统控制保护装置的CPU通信管理插件的POWERPC+FPGA硬件架构上,提出了一种LCD集成显示方案.POWERPC通过基于Qt开发的显示模块应用程序,将显示数据通过LINUX系统LCD驱动的Framebuffer设备快速传输给FPGA,而FPGA则实现显存数据存储及LCD控制器功能,LCD接口电路由接插件直接与LCD屏连接.该方案取消了独立显示系统,测试结果表明不同网络压力下,CPU的负荷率不高于30％,LCD显示界面清晰,界面切换流畅,插件同时满足了通信和显示的要求,实现了装置LCD显示在CPU 插件的集成.【总页数】5页(P72-76)【作者】张佃青;詹雄;杨立;王宇红;王慧铮【作者单位】南瑞集团中电普瑞科技有限公司,北京 102200;南瑞集团中电普瑞科技有限公司,北京 102200;南瑞集团中电普瑞科技有限公司,北京 102200;南瑞集团中电普瑞科技有限公司,北京 102200;南瑞集团中电普瑞科技有限公司,北京102200【正文语种】中文【相关文献】1.基于FPGA的TFT-LCD显示驱动IP核设计 [J], 聂虹2.一种基于DSP+FPGA的控制系统方案设计 [J], 黄玉梅3.一种基于VC++程序的FPGA重配置方案设计 [J], 王方;王志刚4.一种通用模拟器LCD显示方案设计 [J], 樊诚;周安栋;杨路刚;罗勇5.基于FPGA的TFT-LCD显示驱动设计 [J], 程明;肖祖胜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于FPGA的LCD12864汉字显示设计
基于FPGA的LCD1602液晶显示屏系统控制设计
2018年3月刊0 引言本设计中使用DE2开发板上的LCD1602液晶显示屏，此显示屏能够显示2行16列的5×7点阵字符，液晶模块内部CGROM中储存的字符包括阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文假名等。
使用液晶显示屏相比于数码管或者LED显示有着极大的优势，其应用范围更广、显示功能更强，易于实现当今系统设计中越来越多的人机交互功能。
如今LCD液晶在智能电子产品中应用广泛，使用LCD液晶显示的系统设计已经成为电子产品设计中不可或缺的一部分。
使用FPGA对LCD1602进行驱动，可以实现系统各模块并行执行，从而使得显示部分实时反映系统状态，而且对于程序的各个模块便于修改与移植。
本设计使用Verilog语言对DE2开发板上的FPGA进行编程，驱动LCD1602显示字符。
1 原理1.1 硬件接口LCD1602受DE2开发板上的一块Cyclone II FPGA控制，两者相关引脚相连。
通过对FPGA进行编程就可以驱动LCD1602，从而实现字符的显基于FPGA的LCD1602液晶显示屏系统控制设计段旭阳1，韩延义2,王晓丹1，宋闻萱1（1.大连理工大学电子信息与电气工程学部，辽宁 大连 116024； 2．大连理工大学电工电子国家级实验教学示范中心、 国家级虚拟仿真实验教学中心，辽宁 大连 116024）【摘要】本研究基于FPGA实现驱动LCD1602液晶显示屏显示数字或者英文字符，设计中使用了Verilog硬件描述语言、Quartus II 6.0软件编程调试环境和DE2硬件环境，以完成对LCD1602液晶显示屏的系统设计。
最终，此液晶显示屏LCD1602可以完成显示数字或者英文字符的功能，该系统得以验证。
【关键词】Verilog语言；LCD显示；FPGA设计【中图分类号】G482 【文献标识码】A 【文章编号】2095-5065（2018）03-0056-05收稿日期：2017-12-11作者简介：段旭阳（1997—），男，河北邢台人，本科生在读，研究方向为电子信息与电气工程；韩延义（1964—），男，辽宁大连人，工程师，研究方向为FPGA；王晓丹（1996—），女，山东东营人，本科生在读，研究方向为电子信息与电气工程；宋闻萱（1998—），女，吉林白山人，本科生在读，研究方向为电子信息与电气工程。
基于FPGA的液晶显示控制器
基于FPGA的液晶显示控制器设计基于FPGA的液晶显示控制器设计液晶显示器由于具有低压、微功耗、显示信息量大、体积小等特点，在移动通信终端、便携计算机、GPS卫星定位系统等领域有广泛用途，成为使用量最大的显示器件。
液晶显示控制器作为液晶驱动电路的核心部件通常由集成电路组成，通过为液晶显示系统提供时序信号和显示数据来实现液晶显示。
本设计是一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的液晶显示控制器。
与集成电路控制器相比，FPGA更加灵活，可以针对小同的液晶显示模块更改时序信号和显示数据。
FPGA 的集成度、复杂度和面积优势使得其日益成为一种颇具吸引力的高性价比ASIC替代方案。
本文选用Xilinx公司的SpananIII系列XC3S200器件，利用硬件描述语言V erilog设计了液晶显示拧制器，实现了替代专用集成电路驱动控制LCD的作用。
1 功能分析与设计要求液晶显示模块(LCM)采用深圳拓扑微LM2028、STN图形点阵液晶显示模块，5.7in，320×240点阵，逻辑电压输入为3．0～5．0V，4位控制接口，具有行列驱动电路，白光LED背光源。
表l为该液晶显示模块的引脚功能描述。
液晶显示器的扫描方式是逐行扫描，当一行被选通以后，这一行中的各列信号同时加到列上，并维持一个扫描行的时间。
这一行维持时间结束后，即选通下一行，同时各列电极也施加下一行的显示电压。
列驱动器逻辑电路由移位寄存器和锁存器构成，在一个显示数据位移脉冲信号CP作用下，将一组显示数据(4位)位移到寄存器中并保持。
当下一个CP到来后。
移位寄存器中第1位显示数据被移至第2位，这样在80个CP脉冲作用下，一行显示数据被存入寄存器后，寄存器并口对接锁存器，在锁存脉冲LP的作用下，该行数据被锁存到锁存器内输出给列电极。
锁存脉冲LP的间隔为一个行周期，而行移位脉冲间隔也为一个行周期，因此二者是一致的。
帧扫描信号FLM即为行选通信号，脉宽为一行时间，在行移位脉冲LP作用下，存入移位寄存器后逐行位移，在一帧的最后一行输出高电平，代表下一帧的开始。
基于FPGA的LCD显示控制器设计
Ｐｓｉ 类 、 ０× ４ ｏ ｔｅ ３ ｉ ｖ ２ ２０像素 、 图形显示方式 的液晶显 示 器件 。它带有 行列 驱动 电路 以及 Ｅ Ｌ背 光 电路 … 。
２ 显示缓存 区存储介质的选择
数据显示最简单 的方式莫过于直接将做好处理
的数据投放到显示器上进 行显示 ， 是 ， 但 由于 Ｌ Ｄ Ｃ 液晶显示器的逐点扫描显示的工作方式使得按图形 方式处理的显示数据近乎于海量数据 ， 想利用这种 简单操作完成功能的代价是单一的功能占用了大量 的系统 工作 时 问 ， 具 有强 大 数 据 处 理 功 能 的 Ｄ Ｐ 将 Ｓ 弱化成 了显示 控制器 了，这无疑 是不可行 的。所 以， 在该类系统的设计 中必须要引人数据缓冲设备
图 １ Ｌ Ｄ接 口时序（ Ｃ 行频脉冲和帧起始信号）
降低数据显示和数据处理的相关性 ， 主处理器从 将 单一的操作中解放出来。关于显示缓存 区存储介质 的选 择 主 要存 在 两 种 方 案 可 供 选 择。 通 用 ＿ ｌ既 ２ ＳＡ 芯 片 作 为 数 据 缓 存 ， ＦＧ 内 部 双 口 ＲＭ 或 ＰＡ
Ｔ ｃｎ ｌ ｙＩｃ 公 司 ＭＴ ｅｈ ｏｏ ｎ ． ｇ Ｇ—Ｆ ２ ４ Ｈ Ｗ Ｓ Ｂ一０ ３２０ Ｆ Ｎ Ｅ １
型 Ｌ Ｄ液晶显示 器 。 以下 简要 的对 Ｌ Ｄ液 晶显 示 Ｃ Ｃ 器 的工作 原 理 进 行 介 绍 。ＭＴ Ｇ—Ｆ ２４ Ｘ是 ＦＴ ３２０ ＳＮ
图 ２ Ｌ Ｄ接 口时序 （ 据 、 Ｃ 数 位移脉 冲与行帧 ）
论并分析了模拟电路部分的设计 ， 使用 Ｖ Ｄ Ｈ Ｌ硬件描述语 言完成 了芯片数 字部分 的设计 工作。Ｌ Ｄ 显示控 制模块应 用于示 Ｃ 波表系统 ， 为基于 Ｄ Ｐ、Ｐ Ａ、Ｃ Ｓ Ｆ Ｇ Ｌ Ｄ显示器协 同工作 的系统提供 了一个较好 的解 决方案。 关键词 ：Ｃ Ｆ Ｇ 控制器 ； Ｌ Ｄ；Ｐ Ａ； 功能模块
基于FPGA方向的大型屏幕显示系统设计毕业设计
基于FPGA方向的大型屏幕显示系统设计摘要主要研究基于Altera公司FPGA芯片的电子显示屏的研究，配备相应的PC机软件，可实现合拢、开帘、上下左右移动等显示形式，并可显示时钟。
具体内容：1.FPGA系统设计；2.显示接口电路的设计；3.时钟接口电路的设计；4. FPGA系统与PC机通讯接口(RS232)的设计。
FPGA控制模块控制时钟模块、点阵显示模块、上位机通信模块的协同工作，并分析、处理接收的数据。
时钟模块完成对时钟芯片的读写，包括时钟初始化和时钟信息读取，最终用数码管显示时钟。
点阵显示模块实现LED点阵的驱动和显示功能。
驱动部分使用移位寄存器74HC595和移位寄存器 74HC164 组成，74HC595 负责列扫描数据，74HC164 负责行扫描数据。
行扫描采用三极管放大电流，加大扫描强度，提高点阵屏亮度。
LED点阵是由16个大小为32mm*32mm 的8*8共阳点阵组成16*64 点阵，可以显示四个汉字，点阵屏可拆装，采用圆孔铜排针，连接性能非常好。
串口通信部分通过RS232串口实现。
用户可以通过上位机软件发送待显示的数据给FPGA控制系统。
采用FPGA为核心控制模块，通过接收上位机数据控制LED 点阵显示信息,同时通过键盘来控制显示方式，并且在数码管上显示实时时钟。
软件部分根据各芯片的时序图进行模块编程，消除了竞争和冒险。
通过编程、调试、仿真、下载正确地实现了合拢、开帘、上下左右移动等显示形式，其硬件系统的实验验证也获得了与软件模拟仿真结论相吻合的结果。
关键词：FPGA控制模块，串行通信电路，LED点阵及驱动电路，时钟模块ABSTRACTThe main research based on Altera's FPGA chip electronic display, a PC equipped with the appropriate software, can be realized together and open the curtains, move around the display in the form, and can display the clock. Specific content: 1.FPGA system design; 2 shows the design of the interface circuit; 3 clock interface circuit design; FPGA system and PC, the design of the communication interface (RS232). FPGA control module controls the clock module, dot matrix display module, the PC communication module to work together and to analyze and process the received data. The clock module clock chip to read and write, including clock initialization and clock information read the final clock with digital display. Dot-matrix display module LED dot matrix drive and display functions. Drive using a shift register 74HC595 shift register 74HC164 74HC595 is responsible for column scan data, the 74HC164 is responsible for the line scan data. Line scan using current transistor amplifier to increase the scanning strength, improve dot matrix screen brightness. LED dot matrix 16 size 32mm * 32mm 8 * 8 common anode dot matrix composed of 16 * 64 dot matrix, you can display four characters, dot matrix screen is removable, round hole copper pin connection performance good. Serial communications through the RS232 serial interface. Users can use the software to send data to be displayed to the the FPGA control systems. Using FPGA as the core control module, LED dot matrix display is controlled by the host computer receives data through the keyboard at the same time to control the display and digital display real-time clock. Software are based in part on the timing diagram of each chip module programming, eliminating the competition and adventure.Programming, debugging, simulation, download the correct close, open curtain, move around the display in the form of the experimental verification of the hardware system is also consistent with the conclusions of software simulation results.Keywords:FPGA control module, serial communication circuit, LED dot matrix drive circuit, clock module第1章绪论1.1研究现状LED照明就像是近年来高速发展的交通，迅速崛起，近几年来年增长率几近超过60%,而随着LED发光效率的不断提升，封装技术的不断改进，驱动能力和寿命的增加，LED照明技术在未来几年内会逐渐进入千家万户。
基于FPGA的LCD显示设计
另外，在底层设计中需要实现具体功能，进行时钟分频、写入数据等， 并利用状态机实现状态转换，不停地改变状态，把次态赋给现态，以达到
不断输入数据的目的。
2.3 结果仿真
如图四所示，顶层模块的主要功能是将CTR和LCD12864两个子模块 连接起来，组成一个完整的显示控制系统。图三中INCODE就是要在LCD 液晶显示器上显示的字符的二进制代码，通过指令执行模块由CODEOUT 输出至显示器显示即可。经过仿真可以实现所涉及的功能。
所涉模块及系统整体进行的
EDA开发设计，设计流程如右 图一所示：
2. 系统设计
2.1 设计思路
整个系统由电源电路、时钟及复位电路、FPGA模块及LCD显示模块组成， 具体原理框图如图二所示。其中，FPGA控制模块的设计须实现时钟分频、显 示控制和指令执行的功能，后设计顶层文件将它们分别调用并包装，以实现 最终的控制功能。
同时还须实现实时刷新数据的功能。这将有助于采用FPGA的系列产品的开发， 特别是需要用到LCD而采用FPGA的产品的开发。不但缩短了FPGA的开发周 期，也使更多采用FPGA设计的产品上出现LCD，增加了人机之间的交互性。
1.2 硬件描述语言VHDL
VHDL即超高速集成电路硬 件描述语言，主要用来描述数 字系统的接口、结构、功能以 及行为。 VHDL采用一种“自 顶向下”的高层次设计方法， 在QUARTUS II环境下对系统
该模块使用VHDL例化语 句，调用各子模块并把要输入 的数据传给底层。由于所选液 晶显示器LCD12864自带字库 （ST7920），可直接调用字库， 例如：中文字符“你”在字库 中的代码为C4E3，调用时须先 将其转换成VHDL语言能识别
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fpga对lcd的控制课程设计
fpga对lcd的控制 课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握FPGA基础知识，理解FPGA在数字电路设计中的应用；2. 学会LCD的基本工作原理，了解LCD的时序特性和控制信号；3. 掌握FPGA对LCD进行控制的基本方法和步骤，包括硬件描述语言的编写和调试。
技能目标：1. 能够运用VHDL/Verilog等硬件描述语言，设计FPGA程序，实现LCD的控制；2. 能够分析LCD控制过程中出现的问题，并进行相应的调试与优化；3. 培养学生的实际操作能力，学会使用FPGA开发板和LCD模块进行实际电路搭建。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路设计的兴趣，激发学生自主学习的热情；2. 培养学生的团队合作精神，让学生在小组合作中相互学习、共同成长；3. 增强学生的创新意识，鼓励学生尝试不同的设计方案，提高解决问题的能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够独立完成FPGA程序设计，实现对LCD的基本控制功能；2. 学生能够在实际操作过程中，分析并解决LCD控制中出现的问题；3. 学生能够以小组形式，完成一个具有实际应用价值的FPGA对LCD控制的综合性设计项目。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. FPGA基础知识：- 数字电路设计基本原理；- FPGA内部结构和工作原理；- VHDL/Verilog硬件描述语言基础。
教学大纲：依据课本相关章节，安排2课时进行教学。
2. LCD基本原理与控制信号：- LCD显示原理和时序特性；- LCD控制信号及其作用；- 常用LCD接口技术。
教学大纲：结合课本相关章节，安排3课时进行教学。
3. FPGA对LCD的控制：- FPGA程序设计方法；- LCD控制程序编写与调试；- 实际操作：FPGA开发板与LCD模块的连接及控制。
教学大纲：根据课程目标和实际应用，安排5课时进行教学。
教学内容安排和进度：1. 第1-2课时：FPGA基础知识学习；2. 第3-5课时：LCD基本原理与控制信号学习；3. 第6-10课时：FPGA对LCD的控制方法学习与实践操作。
有关FPGA的毕业论文
天津工业大学毕业设计（论文)基于FPGA的LCD显示控制系统的设计姓名: 马震院(系）别：信息与通信工程学院专业：电子信息工程班级：电子061指导教师：周勇职称：讲师2010年 6 月13 日天津工业大学毕业设计（论文）任务书院长教研室主任指导教师毕业设计（论文)开题报告表天津工业大学毕业设计（论文）进度检查记录天津工业大学本科毕业设计（论文)评阅表摘要本课题主要任务是设计基于FPGA的LCD控制器，兼顾好程序的易用性，以方便之后模块的移植和应用。
本课题的设计采用了带ST7920驱动的12864—12的液晶模块,并使用Xilinx公司的spartanII系列的XC2STQ144来作为核心的控制器.控制器部分采用VHDL语言编写,主体程序采用了状态机作为主要控制方式。
ST7920是一种内置128x64-12汉字图形点阵地液晶显示控制模块，用于显示汉字和模型。
最后实现使用FPGA在LCD上的任意位置显示任意的16＊16像素的中文字符以及16＊8的英文字符，另外要能根据输入数据的变化同步变化LCD上显示的内容。
同时要能将储存模块中的图片数据正常地显示在LCD上。
该课题的研究将有助于采用FPGA的系列产品的开发，特别是需要用到LCD 的产品的开发.同时可以大大缩短FPGA的开发时间。
另外，由于模块的易用性，也将使得更多的采用FPGA的产品之上出现LCD，增加人机之间的交互性,为行业和我们的生活带来新的变化。
关键词：ST7920；12864—12 ；VHDL;FPGA ;LCDABSTRACTIn this project, the main object is to design a LCD controller based on FPGA，and at the same time emphasize on the convenience for the later application and migration. In this project，This topic is designed with a belt-driven 12864—12 ST7920 LCD module，and use the Xilinx’s spartanII series XC2STQ144 as the core of the controller。
基于FPGA的_LCD1602显示控制器设计
唐山学院《EDA技术》课程设计题目LCD1602显示控制器设计系(部) 信息工程系班级11电本3班姓名刘亮学号**********指导教师郭耀华田丽欣柳延领2014 年6 月30 日至7月4日共 1 周2014年7月4日课程设计成绩评定表目录1 引言 (1)1.1 EDA技术的介绍 (1)1.2 EDA技术的发展 (2)2 VHDL/Quartus II简介 (4)2.1 VHDL语言介绍 (4)2.2 界面介绍 (5)3 模块设计 (6)3.1 LCD1602液晶模块 (6)3.2 矩阵键盘模块 (9)3.3 设计思路 (10)4 系统设计方案一 (11)4.1 矩阵键盘模块设计 (11)4.2 LCD1602液晶显示模块设计 (14)5 系统设计方案二 (17)5.1拨码开关控制的LCD1602显示模块 (17)5.2拨码开关控制的LCD1602显示模块程序 (17)5.3拨码开关控制的LCD1602显示模块仿真图 (20)6 设计总结 (21)参考文献 (22)1 引言1.1 EDA技术的介绍在电子设计自动化（英语：Electronic design automation，缩写：EDA）出现之前，设计人员必须手工完成集成电路的设计、布线等工作，这是因为当时所谓集成电路的复杂程度远不及现在。
工业界开始使用几何学方法来制造用于电路光绘（photoplotter）的胶带。
到了1970年代中期，开发人员尝试将整个设计过程自动化，而不仅仅满足于自动完成掩膜草图。
第一个电路布线、布局工具研发成功。
设计自动化会议（Design Automation Conference）在这一时期被创立，旨在促进电子设计自动化的发展。
电子设计自动化发展的下一个重要阶段以卡弗尔·米德（Carver Mead）和琳·康维于1980年发表的论文《超大规模集成电路系统导论》（Introduction to VLSI Systems）为标志。
基于FPGA的多功能LCD显示控制器设计
基于FPGA 的多功能LCD 显示控制器设计王庆春1，何晓燕2，崔智军1（1.安康学院电子与信息工程系，陕西安康725000；2．安康学院数学系，陕西安康725000）摘要：通过对LCD1602/LCD12864显示模块控制时序和指令集的对比分析，利用Verilog HDL 描述语言完成了多功能LCD 显示控制模块的IP 核设计．所设计的LCD 显示控制器具有很好的可移植性，只需通过端口的使能参数配置便可以驱动LCD1602/LCD12864模块实现字符或图形的实时显示，并且该多功能LCD 控制器的可行性也在CycloneII 系列的EP2C5T144C8FPGA 芯片上得到了很好的验证．关键词：FPGA ；LCD 显示控制器；IP 核；有限状态机中图分类号：TP332文献标识码：A文章编号：1674－6236（2012）23-0150-03A multifunctional LCD controller design based on FPGAWANG Qing -chun 1，HE Xiao -yan 2，CUI Zhi -jun 1（1.Dept.of Electronics and Information Engineering ，Ankang University ，Ankang 725000，China ；2.Dept.of Mathematics ，Ankang University ，Ankang 725000，China ）Abstract:Based on comparison and analysis of LCD1602/LCD12864display module control time sequence and the instruction set ，this paper presents a new design to achieve multifunctional LCD controller IP core with Verilog HDL.The design has the advantages of real-time display and easy portability ；it can drive the LCD1602/LCD12864module to realize the character or graphic display by the configuring parameter of the input port.Moreover ，the design had been successfully implemented on FPGA development board （Altera EP2C5T144C8）.Key words:Field Programmable Gate Array （FPGA ）；Liquid Crystal Display （LCD ）controller ；Intellectual Property （IP ）core ；Finite State Machine （FSM ）收稿日期：2012-08-15稿件编号：201208064基金项目：陕西省教育厅科研资助项目（12JK0552）作者简介：王庆春（1972—），男，陕西洋县人，硕士，副教授。
FPGA控制的LCD显示电路设计
FPGA控制的LCD显示电路设计一、实验目的1．了解12864点阵型液晶显示器的显示原理。
2．掌握12864点阵型液晶显示器的接口设计。
3．利用12864点阵型液晶显示器来实现LCD广告字幕机的设计。
二、实验内容与要求利用12864点阵型液晶显示模块设计一个可显示图形和中文字符的LCD广告字幕机。
1．基本要求：1)能够显示图形和文字。
2)要求显示的图形或文字稳定、清晰无串扰。
3)在目测条件下LCD显示屏各点亮度均匀、充足。
2．提高要求4)图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。
5)显示屏刷新频率要求达到85Hz。
一.引言LCD液晶显示器是Liquid Crystal Display 的简称，LCD 的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。
比CRT要好的多，但是价钱较其它显示器贵。
FPGA是英文Field－Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
FPGA采用了逻辑单元阵列LCA（Logic Cell Array）这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块CLB（Configurable Logic Block）、输出输入模块IOB（Input Ou tput Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。
FPGA的基本特点主要有：1）采用FPGA设计ASIC电路，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。
2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。
3）FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚。
4）FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一5) FPGA采用高速CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。
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基于FPGA的LCD显示控制系统的毕业设计第一章绪论1.1选题的背景与意义液晶，是一种在一定温度范围内呈现既不同于固态、液态，又不同于气态的特殊物质态，它既具有各向异性的晶体所特有的双折射性，又具有液体的流动性。
一般可分热致液晶和溶致液晶两类。
在显示应用领域，使用的是热致液晶，超出一定温度范围，热致液晶就不再呈现液晶态，温度低了，出现结晶现象，温度升高了，就变成液体；液晶显示器件所标注的存储温度指的就是呈现液晶态的温度范围。
液晶由于它的各向异性而具有的电光效应，尤其扭曲向列效应和超扭曲效应，所以能制成不同类型的显示器件(Liquid Crystal Display 简称LCD)。
在平板显示器件领域，目前应用较广泛的有液晶(LCD)、电致发光显示(EL)、等离子体(PDP)、发光二极管(LED)、低压荧光显示器件(VFD)等。
液晶显示器件有以下一些特点①低压微功耗，②平板型结构，③被动显示型（无眩光，不刺激人眼，不会引起眼睛疲劳），④显示信息量大（因为像素可以做得很小），⑤易于彩色化（在色谱上可以非常准确的复现），⑥无电磁辐射（对人体安全，利于信息保密），⑦长寿命（这种器件几乎没有什么劣化问题，因此寿命极长，但是液晶背光寿命有限，不过背光部分可以更换）。
之前，一般流行采用单片机来控制驱动LCD。
采用单片机控制LCD的显示在设计上相对比较简单。
可以通过KEIL等软件的编写方便地控制LCD的图形以及字符的现实。
但是由于单片机的顺序执行结构。
决定了在现实图片或者字符的同时，单片机本身无法处理其他数据或者执行其他的运算命令。
这在某种程度上大大地降低了工作的效率。
而采用FPGA来控制LCD则不存在这个问题。
但是由于FPGA不像单片机，可以直接使用控制语句来方便地控制LCD。
因此需要编写大量的代码来控制LCD。
因为这个原因，采用FPGA的设计一般都会再一次通过单片机来驱动LCD的显示。
本课题主要任务是设计基于FPGA的LCD控制器，兼顾好程序的易用性，以方便之后模块的移植和应用。
最后在FPGA上的任意位置显示任意的16*16D 的中文字符以及16*8的英文字符，另外要能根据输入数据的变化同步变化LCD 上显示的内容。
同时要能将储存模块中的图片数据正常地显示在LCD上。
该课题的研究将有助于采用FPGA的系列产品的开发，特别是需要用到LCD得采用FPGA的产品的开发。
同时可以大大缩短FPGA的开发时间。
另外，由于模块的易用性，也将使得更多的采用FPGA的产品之上出现LCD，增加人机之间的交互性，为行业和我们的生活带来新的变化。
1.1.1"[点击输入二级标题××××标题3]""[点击输入正文××××]"1.1.2"[点击输入二级标题××××标题3]""[点击输入正文××××]"1.2LCD的控制、应用和市场的发展现状在技术方面，因集成式的控制芯片具有包括了缩小了IC的体积、低功率消耗、降低封装的成本、节省电路板的数量及体积等优点，并使材料成本及LCD 后段组装成本得以降低，因此许多厂商纷纷朝向高集成度控制芯片发展，并积极开发视讯应用的控制芯片。
而最新趋势Smart Panel，在制程上则有简化流程、减少材料成本等优点。
根据相关资料显示，Smart Panel可降低约10%~15%的成本，这也是国外一些大厂所钟爱的方式。
为降低控制IC 成本，众多IC厂商纷纷推出集成式的单芯片控制IC。
美国的Genesis最早推出集成式IC，将ADC、Scaler、OSD （内置菜单）与PLL(锁相环)为一颗单芯片控制IC。
接着更进一步集成入DVI 组件，形成LCD 双模控制IC。
其组件集成数量持续增多，并渐渐添加Video 的功能。
当前Genesis 最高集成度的产品，集成入的组件已经包括ADC、Scaler、PLL、OSD、TCON 与DVI，仅剩Video 的功能以及SDRAM 的组件尚未集成。
随着市场竞争的加剧，液晶显示器厂商的成本压力越来越大，必须采用更简单的线路设计实现液晶显示器的功能，以期降低成本，才能在市场竞争中立于不败之地。
LCD控制IC必将向高集成度方向发展，以满足市场需要。
而在LCD的应用以及市场方面，虽然手机仍然是中小尺寸液晶显示屏(LCD)的最主要应用设备，但便携导航设备(PND)、数码相框和MP3/便携媒体播放器(PMP)等新型设备，正在该市场的销售额中占有越来越大的份额。
由于这些产品所使用的显示屏大于手机所用的显示屏，因此在供应商的工厂中同样需要更多的面板，这对于LCD面板生产商来说是个绝好的机会。
各种中小尺寸LCD的产能扩张和价格下降，促进了其应用领域的多元化。
这又进一步刺激了需求，并吸引许多其它产品来采用中小型LCD，如白色家电和零售标牌。
大多数行业内的公司认为，为了利用手机市场和新兴产品，中小尺寸显示屏供应商必须相应地平衡和调整策略，否则就可能错失整个市场。
1、导航设备PND的主要功能是显示GPS信息，因此能否显示详细并准确地图影像非常关键。
这使得许多PND制造商把目光转向了更加精确的小型LCD。
这方面出现的需求促使iSuppli公司把2011年PND显示屏市场的出货量预测提高到了6,050万部。
2006年的出货量为1,080万部，2006-2011年出货量的年复合增长率是41.3%。
iSuppli以前预测2011年出货量是5,400万部。
尽管中小尺寸LCD价格下降，但2011年PND显示屏的营业额将从2006年的3.24亿美元上升到7.76亿美元，年复合增长率为19.1%。
2007年一年，PND 显示屏销售额将比2006年的3.24亿美元增长近一倍，达到6.35亿美元。
2、媒体播放器但PND不是推动中小尺寸显示屏市场繁荣的唯一消费电子产品。
MP3/PMP 目前是使此类显示屏出货量增长最快的领域之一。
iSuppli公司预测，2011年底MP3/PMP单位出货量将达到2.05亿，而2007年预计为1.63亿。
这相当于2011年显示屏销售额将达到16亿美元，略低于2007年的17亿美元，这主要是因为中小型LCD价格随着产能扩张和制造工艺改进而不断下降。
推动显示屏单位出货量增长的因素包括：①消费电子公司苹果和它的iPod产品线，以及距苹果最近的竞争对手紧追不舍，从而推动MP3/PMP市场整体增长。
②MP3音乐播放器变身进入了PMP领域。
有源矩阵LCD供应商正在紧盯这个市场，以防止AMOLED供应商染指。
③因为PMP是消费电子产业中增长最快的领域之一，而且随着更多的产品涌现，将需要更多的LCD来满足需求。
数码相框和便携DVD播放器等其它应用每年需要的显示屏越来越多。
这些应用需要较大的显示屏(约7.0英寸)，因此它们的需求增长可能对产能分配和供需平衡造成较大的影响。
1.3课题的主要研究内容和重点、难点本课题的主要内容是基于FPGA的LCD控制器的设计研究，并兼顾程序的易用性以方便以后模块的移植。
该课题设计到FPGA得应用，LCD驱动的研究，字符以及图像显示模式的研究等知识。
并利用QUARTUS II 实现相关模块的设计，在FPGA上实现对LCD的控制，显示任意中文，英文和图像。
本课题研究重点及难点:1、12864-12的液晶模块指令集较为复杂，采用FPGA设计需要定义的变量和状态将会很多；2、中英文字符的显示部分程序要考虑到程序的易用性，方便将来移植后的使用；3、图形显示部分，由于12864-12内部图形显示GDRAM的地址寻址方式的独特性，并不是始终从0到15循环，而是随着行数的增加会做一个移位。
同时LCD屏幕上的点阵也被拆分为上下两个半屏，分别对应Y地址的0-8和9-15这导致了取模后的图形所对应的数组，如若按普通方法则不能正常显示。
1.4课题研究预期目标本课题研究预期目标主要包括采用FPGA控制LCD在任意位置显示任意中文以及英文字符，和在LCD上显示储存模块中的图像数据。
课题研究预期理论目标：1、掌握FPGA对LCD的控制方法，为课题研究做好理论准备；2、通过FPGA对LCD的控制，使得任何开发者都可以较为容易地通过此显示控制模块，在液晶上显示所需的内容。
；3、算法实现：对于12864-12的特殊图形RAM对应LCD的显示方式，采用特定算法，使得取模后的图像所对应的数组，无需经过处理便可以通过FPGA (Filed-Programmable Gate Array)在LCD上显示。
课题研究预期技术目标：1、中文及英文字符在LCD上的正常显示；2、图像数据在LCD上的正常显示；3、输入变动的数据能在LCD上的同步刷新显示；第二章系统总体设计"[正文××××宋体小四号]"2.1系统设计要求根据本系统设计要求，使用VHDL语言，利用Altera提供的FPGA/CPLD 开发集成环境QuartusⅡ调试开发。
要求能够方便地使用所开发的LCD控制模块，在LCD屏幕上的任意位置显示任意的中文以及英文字符，同时可以根据输入的动态数据进行动态输出，另外在图片显示模式下可以直接将取模后的图片显示在LCD上。
2.1.1"[点击输入二级标题××××标题3]""[点击输入正文××××]"2.2系统总体设计框图系统设计总体框图如图2-1所示，在系统上电后，FPGA将首先对系统进行初始化操作，在初始化操作中最重要的是寄存器的复位，显示开关的控制，功能设置以及对显示屏幕进行清屏。
之后通过显示控制模块对LCD进行显示的控制。
显示控制模块主要负责在LCD显示多行字符时进行换行操作，在用户指定数据在屏幕的指定显示位置时设置该位置所对应的RAM的值，以及在图像显示时进行的ROM地址重映射算法，和对LCD显示区对应RAM进行的写入操作。
其中的数据分别来自中英文字符模块，动态数据模块，以及图像数据模块。
对此模块的设计，主体结构以状态机来实现。
图2-1系统设计总体框图2.3系统开发资源选用2.3.1液晶模块选用FYD12864-0402B是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64,内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。
利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。