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。

与我一同完成毕业设计（论文）的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。

若有不实之处，本人承担一切相关责任。

本人签名：年月日毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

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涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日基于FPGA的液晶显示设计摘要随着LCD显示技术的迅速发展,LCD显示屏得到了广泛的应用。

目前很多工业控制领域采用单片机及其它外围芯片结合，来实现一些工业参数的控制与显示。

但是现有LCD控制器大多与显示屏集成，显示形式受到一定限制。

针对现有LCD显示存在的缺陷，实现了一种新的LCD显示控制的方案。

该方案采用FPGA技术开发了LCD显示控制系统，设计出了LCD的显示驱动电路和控制电路，实现文字和图形的显示。

设计中从LCD技术参数着手，通过对显示驱动系统结构与工作原理的研究，设计出显示控制系统的框图及各功能模块的VHDL程序，通过单片机系统配置FPGA芯片，控制LCD显示相应的汉字和图形。

LCD显示控制系统由显示控制电路、显示驱动电路和相关外围辅助电路组成。

显示控制电路从电路中各个功能模块所需要的控制时序信号出发，通过对其工作过程的研究，设计出控制器、RAM控制器等各功能模块。

显示驱动电路从LCD 工作所需要的扫描时序信号出发，设计出时序发生电路等各功能模块。

所有的fpga程序通过了Max+Plus-Ⅱ软件实现编译及仿真后，在实际的硬件中调试通过。

FPGA技术与LCD显示技术的结合使得LCD显示控制系统的开发周期短，开发难度降低。

设计的显示控制系统使用简单，实用性强，能够满足设计的要求。

关键词：液晶显示，显示控制，显示驱动，现场可编程门阵Numbers and letters identification system designAbstractThis article introduces the Numbers and letters recognition actual research background, theoretical significance, and this research work, and the paper with letters of extraction and digital identification of the basic principle and method is introduced, and MATLAB tool to achieve the main function of digital recognition system. Character recognition key step is character image enhancement denoising, positioning segmentation and character recognition. This article probes into the three key steps are detailed studies.Experimental results show that based on matching and standard used template recognition method dictionaries of digital library with letter is feasible, and has high recognition rate and good antinoise performance. In order to improve the recognition rate and reliability, in addition to enhance the ability of noise filter, but also by increasing knowledge.Numbers and letters to the recognition easy to generalize some related fields, such as car licence plate recognition, shipping box number identification, bills recognition, etc. With the development of research, and its application is also more and more widely.Key words:Character Recognition Feature Extraction Template Matching前言FPGA（Field－Programmable Gate Array），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。

目前以硬件描述语言（Verilog 或 VHDL）所完成的电路设计，可以经过简单的中和与布局快速地烧录至FPGA 上进行测试，是现代 IC 设计验证的技术主流。

这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路（比如AND、OR、XOR、NOT）或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。

在大多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器（Flip－flop）或者其他更加完整的记忆块。

基于以上原因，FPGA越来越广泛的被运用到各个领域。

第1章课题研究价值第1.1节选题背景本课题来源于广西自治区自然科学基金项目“基于智能控制、can现场总线的嵌入式微处理器控制系统的研究”。

本项目基于51系列单片机、嵌入式系统、智能控制、现场总线、实时控制操作系统、实时数据库、组态软件等的最新发展，对传统的PLC（Program mable Logic Controllor，即可编程序控制器）从电路组成到软件结构进行创新研究，使其具有PLC功能，又具有工业PC组态软件功能，即能解决顺序控制问题，又能解决复杂控制问题，组成高性能低成本控制系统。

本课题研究的内容是其中的一个子题，即“系统监控点阵液晶显示模块与触摸屏”这一部分的显示任务，完成从上位机接收图形和文字数据并显示在液晶显示屏上。

显示器是人与机器沟通的重要界面，早期以显像管显示器为主，随着科技不断进步，各种显示技术如两后春笋般诞生。

近来由于液晶显示器具有轻薄短小，低耗电量、无辐射危险，平面直角显示，以及影像稳定不闪烁等优势，有逐渐取代CRT显示器主流地位的趋势口。

FPGA （即现场可编程逻辑门阵列）具有编程方便、集成度高、速度快、价格低、可重构性强等优点，应用广泛，市场潜力强；LCD（即液晶显示器使用便利，适用范围广泛。

目前很多工业控制领域采用单片机及其它外围芯片结合，来实现一些工业参数的控制与显示器。

但是现有控制器大多与显示屏集成，显示内容受到一定限制。

根据横向科研项目“基于智能控制、can现场总线的嵌入式微处理器控制系统的研究”，需要本文研究的核心就是用一片FPGA芯片来设计液晶显示控制系统，应用于该课题项目。

FPGA技术与LCD技术的结合使用使得显示控制系统的设计难度降低，开发周期缩短。

FPGA芯片的开发简单、便利真正实现了“ CPU+RAM+FPGA”式的开发方式。

设计者无需精通器件内部的复杂结构只需运用自己熟悉的输入工具，如原理图输入和高级行为语言进行设计，转化为最终结构所需的格式。

第1.2节国内外的研究现状从二十世纪七十年代开始液晶作为一种显示媒体使用以来，随着液晶显示技术的不断完善和成熟使其应用日趋广泛，到目前己涉及微型电视、数码照相机、数码摄像机以及显示器等多个领域钔。

在其经历了一段稳定、漫长的发展历程后，液晶产品已摒弃了以前那种简陋的单色设备形象。

目前，它已在平面显示领域中占据了一个重要的地位，而且几乎是笔记本和掌上型电脑必备部分。

1985年，自从世界第一台笔记本电脑诞生以来，LCD液晶显示屏就一直是笔记本电脑的标准显示设备，所以一谈到LCD必定会与笔记本电脑扯上关系。

LCD显示器在笔记本电脑的发展历程中也发挥过不同的作用，但随着液晶显示技术的不断进步，LCD在笔记本电脑市场占据多年的领先地位之后，具备平滑显示屏幕的LCD液晶显示器又开始逐步地进入桌面系统市场。

笔记本电脑为了达到轻、薄、小等功能，率先采用LCD液晶面板作为显示器。

发展至今，更多的电子产品都纷纷采用LCD作为显示面板（如移动电话、便携式电视、游戏机等），因而也令LCD产业得蓬勃的发展【液晶显示器的关键部件是液晶板，其成本占液晶显示器总成本的70%，在液晶板产品中，较为先进的产品应属TFT-LCDmin．即半导体薄膜晶体管液晶板）， 1995年以前，TFT-LCD的应用主要集中在高档摄像机监视器、高档掌上游戏机和大屏幕投影机等贵族化消费品中，这类产品不但价格高，而且其显示模式也只是cga，分辨率仅为320*200；伴随液晶技术的日益成熟， 1995年,液晶显示屏的基板尺寸达到300RAM×400RAM，实现了10英寸VGA模式，其分辨率也达到了640×480； 1997年出现了11.3英寸、12.1英寸的SVGA液晶显示器。