天津工业大学本科毕业论文 第一章 [XXXX...]
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××××]\
1.2 LCD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
天津工业大学本科毕业论文 第一章 [XXXX...]
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。
天津工业大学本科毕业论文 第一章 [XXXX...]
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；
天津工业大学本科毕业论文 第二章 [XXXX...]
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。
天津工业大学本科毕业论文 第二章 [XXXX...]
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。可以显示8×4行16×16点阵的汉字，也可完成图形显示。低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。
1、基本特性:
? 低电源电压（VDD:+3.0--+5.5V） ? 显示分辨率:128×64点
? 内置汉字字库，提供8192个16×16点阵汉字(简繁体可选) ? 内置128个16×8点阵字符 ? 2MHZ时钟频率
? 显示方式：STN、半透、正显 ? 驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS ? 视角方向：6点
? 背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/5—1/10 ? 通讯方式：串行、并口可选