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微型OLED屏的显示控制技术研究

作　者: 李晓婕
导　师: 钱芸生
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: CCD 微型OLED SVGA FPGA 串口通信
分类号: TN873.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

在消费类电子产品功能越来越丰富的条件下,显示器作为人机交互的界面已经变的越来越重要。随着科技的飞速发展,电路集成度的不断提高,人们对产品的多功能化,低功耗,便携等性能的要求也越来越高。微型OLED凭借自己出众独特的显示性能,在超便携多媒体设备,车载设备显示等领域成为理想的后端显示。本文设计了OLED微显示的一个通用模块,能够方便的集成到各种便携器件,顺应器件小型化,多功能化的发展趋势,为轻型热瞄具系统提供显示的参考方案。本文首先比较了现在主流显示技术的优劣,介绍了微型OLED的一些基本概念和显示驱动原理,其中重点介绍了系统使用的EMA—-100080型的微型OLED屏的特性和工作方式,为后端驱动微型OLED显示屏提供理论依据。其次设计了系统硬件电路板,硬件电路以Altera公司的CycloneⅢ系列的FPGA为主要视频处理芯片,结合视频的A/D转换和数据的存储器实现对视频信号的处理。除此之外,系统硬件上还添加了三个RS-232串口接口,串口接口可以与不同的外接设备连接,外接设备通过串口与FPGA通信实现数据处理,增加了系统的多功能性和兼容性。最后详细介绍了PAL制式到SVGA制式的视屏转换方案,通过在FPGA上模拟12C总线,实现串转并,隔行变逐行,分辨率转换等视频转换操作,将前端的PAL制式视频信号转换成合适的SVGA信号在微型OLED显示屏上显示,更高分辨率的SVGA显示制式能够带来更优秀的显示效果。与此同时,外接设备GPS接收机和激光测距传感器通过串口与FPGA通信,在后端视频图像显示的固定位置叠加所需要的GPS定位信息和距离信息,在同一个显示器上能够多方位的观察周围的情况,对周围环境进行更精确的掌握。本文理论与实验相结合,在系统功能实现的前提下,尽可能的节省存储资源,为系统后续的功能增强提供便利条件。最后,协同系统的软硬件调试,在微型OLED显示芯片上实现了预期的显示效果。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 显示技术概述  7-8
    1.1.1 平板显示技术的发展概况  7-8
    1.1.2 微型显示技术简介  8
  1.2 微型OLED显示器  8-9
    1.2.1 硅基OLED微显示器的基本概念  8
    1.2.2 微型OLED显示器的发展现状和应用前景  8-9
  1.3 本论文的研究背景  9-10
  1.4 本论文的主要工作  10-11
2 微型OLED显示驱动技术的理论基础  11-18
  2.1 OLED显示的基本概念  11-13
    2.1.1 OLED的基本结构  11-12
    2.1.2 OLED的发光原理  12
    2.1.3 OLED的驱动技术  12-13
  2.2 EMA—100080型的微型OLED屏特性  13-15
  2.3 EMA—100080型的微型OLED屏内部结构  15-18
    2.3.1 输入缓冲器  15-16
    2.3.2 数据采样  16-17
    2.3.3 像素驱动  17-18
3 系统的硬件设计  18-28
  3.1 微型OLED显示的硬件电路整体方案设设计  18-19
  3.2 核心器件的选择  19-22
    3.2.1 FPGA芯片CycloneⅢ EP3C25F324C8N  19-20
    3.2.2 视频解码芯片TVP5150AM1  20
    3.2.3 视频编码芯片ADV7125/ADV7123  20-21
    3.2.4 GPS接收机  21
    3.2.5 激光测距传感器GLS-B40  21-22
  3.3 电源模块的电路设计  22-23
    3.3.1 系统芯片供电电压说明  22-23
    3.3.2 电平接口标准  23
  3.4 视频接口电路设计  23-26
    3.4.1 基于前端复合视频输入信号的接口设计  24-25
    3.4.2 基于后端视频输出信号的接口设计  25-26
  3.5 系统硬件评估  26-28
4 微型OLED显示系统的FPGA电路设计  28-53
  4.1 视频解码芯片TVP5150AM1芯片的寄存器配置  28-32
  4.2 微型OLED显示控制系统的前后端时序控制设计  32-37
    4.2.1 前端PAL制式的时序分析  32-33
    4.2.2 后端SVGA制式显示时序分析  33-35
    4.2.3 前端PAL制式和后端SVGA制式时序的衔接分析  35-37
  4.3 视频格式转换的FPGA实现  37-41
    4.3.1 串转并操作的实现  37-38
    4.3.2 去隔行  38-39
    4.3.3 帧频转换  39-40
    4.3.4 分辨率转换  40-41
  4.4 基于串口的字符叠加设计  41-47
    4.4.1 GPS数据帧格式介绍  41-43
    4.4.2 GPS有效信息的提取  43-44
    4.4.3 激光测距传感器信息的提取  44-45
    4.4.4 字符叠加和串口信息实时显示的SOPC实现  45-47
  4.5 微型OLED显示控制系统的调试及结果  47-53
    4.5.1 TVP5150AM1驱动模块的调试  47-48
    4.5.2 视频信号处理模块的调试  48-50
    4.5.3 串口信息叠加模块的调试  50-53
5 结束语  53-55
  5.1 本文的工作总结  53-54
  5.2 有待进一步进行的工作  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-57

微型OLED屏的显示控制技术研究

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