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基于FPGA的彩色液晶驱动板设计

作　者: 杨涛
导　师: 陈少平
学　校: 中南民族大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 可编程逻辑器件薄膜液晶显示器显示驱动 FPGA设计
分类号: TN873.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

液晶显示器由于其体积小、无辐射、驱动电压低等优点,已作为人机交互的重要显示媒介,在测量仪器仪表中得到广泛的应用。单色屏虽然价格低廉,但是其显示颜色单调的缺点已不能够满足用户界面设计日益提高的要求。为使产品在市场竞争中处于有力地位,在工业仪器仪表中,单色液晶屏逐渐被彩色屏取代是必然趋势。目前市场上的彩色液晶屏主要分为模拟屏和数字屏两种。其中,数字屏的价格往往比模拟屏要高很多。其原因在于数字屏的解析度比模拟屏大,玻璃上的线路会更密,每个单元所占的空间更小,因此数字屏对工艺的要求更高,增加了工艺成本。同时由于数字屏的每个像素单元的空间更小,光透过率就比较小,对光照的精度要求会更高,要想达到同样的亮度,数字屏比模拟屏在背光的成本也会更高。因此在对颜色要求不高的工业仪器仪表领域,低成本的模拟屏已成首选。然而模拟屏的输入信号是模拟信号,因此驱动电路较数字屏复杂。实际应用中可以选择专用的液晶接口芯片完成彩色液晶驱动控制功能,例如台湾奇景公司的HX8817A就是将ITU656数字信号转TFT_LCD模拟屏接口,通过软硬件设置支持多种工作模式,在多媒体显示系统中具有较好的应用。但是对一般的工业仪器仪表领域,并不需要显示丰富的颜色信息,如果采用HX8817A就需要高速的处理器来完成显示的颜色数据处理,将对成本不利。鉴于以上原因,本文设计了基于FPGA的模拟彩色液晶显示屏的驱动电路板。本设计采用Xilinx公司的XC3S50 FPGA芯片和C8051单片机完成对台湾群创公司的TFT模拟彩色液晶模块AT056TN04的驱动,实现了AT056TN04驱动时序,液晶显示刷新和外部用户接口等功能。系统仿真和硬件测试结果表明,本设计成功实现对AT056TN04的8种基本颜色的显示,既克服单色液晶模块色彩单调,颜色丰富的数字彩色屏价格贵的缺点,又具有显示数据量小,用户操作简单方便的优点。适当调整可以方便应用于其它模拟彩色液晶屏,在工业仪器仪表中具有较好的应用价值。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-8
第1章绪论  8-11
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 系统方案  9-10
  1.3 文章组织结构  10-11
第2章液晶显示器的工作原理  11-18
  2.1 液晶显示原理  11-13
  2.2 液晶驱动原理  13-17
  2.3 液晶控制原理  17
  2.4 本章小结  17-18
第3章 AT056TN04 的接口信号  18-25
  3.1 AT056TN04 接口信号介绍  18-20
  3.2 AT056TN04 接口信号时序  20-24
  3.3 本章小结  24-25
第4章液晶驱动板硬件设计  25-31
  4.1 电源设计  25-26
  4.2 单片机外围电路设计  26-28
  4.3 FPGA 外围电路设计  28-29
  4.4 液晶接口电路  29-30
  4.5 电路设计注意事项  30
  4.6 本章小结  30-31
第5章液晶控制器设计与实现  31-48
  5.1 液晶驱动时序设计  31-34
  5.2 显示存储器安排  34-36
  5.3 液晶屏刷新模块设计  36-38
  5.4 控制器逻辑综合  38-42
  5.5 单片机软件设计  42-44
  5.6 调试结果  44-47
  5.7 本章小结  47-48
第6章总结  48-49
参考文献  49-51
致谢  51-52
附录（攻读学位期间所发表的学术论文目录）  52

基于FPGA的彩色液晶驱动板设计

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