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基于FPGA的TFT_LCD液晶显示模块设计

1引言

随着液晶技术的日益成熟,液晶显示屏(Liquid Crystal Display ,简称LCD )在测试领域中得到了越来越广泛的应用,如今大部分新型示波器都采用了

液晶显示屏。在各种LCD 的产品中,

薄膜晶体管液晶显示器TFT (Thin Film Transistor )LCD 因其体积

薄、

重量轻、画面质量优异、功耗低、寿命长、数字化和无辐射等优点,已被广泛应用于各类图形显示系统。一般LCD 显示都采用专用的液晶显示控制模块,实现屏幕分割、屏幕逻辑运算等复杂的图形功能。但这样必须要由DSP 来控制显示模块,而且其刷新频率受到一定限制。而示波器的实时性要求非常高,对刷新率要求也就很高,并且液晶显示界面基本上只是显示框架和实时波形等简单的图形,所以

设计中,

LCD 显示没有采用专用控制芯片控制显示,而是采用外部硬件现场可编程门阵列(Field

Programmable Gate Array ,

FPGA )产生LCD 所需要的各种显示控制时序。显示数据的读取也是由FPGA 产生地址计数器,直接从显存SRAM 中读取。

2SRAM 显存和TFT 液晶简介

设计方案中SRAM 选用ISSI 公司的高速静态存储器IS63LV1024L ,为能更好、更有效地设计其与FPGA 的接口实现,首先必须要了解IS63LV1024L 的

性能特点。它是128K ×8的高速静态存储器,

性能特点主要包括:工作电压为3.3V ,高速接入时间一般分为8ns 、10ns 、和12ns ,高性能,低功耗,输入和输出都与TTL 相兼容,不需要时钟和更新的全静态工作过程以及通过选择CE 和OE 的状态可以比较简单地实现存储等。

为了正确地传输数据,在了解其性能特点的基础上,还须了解IS63LV1024L 的读写状态的时序和使能的要求。其读写时序状态如图1所示。

TFT-LCD 选用深圳市佳昀科技有限公司型号为YXM070TLW03的彩色显示屏,分辨率为800×480,

是18位数字彩色屏,

26万色(262144),其中R 、G 、基于FPGA 的TFT-LCD 液晶显示模块设计

张超建,王厚军

(电子科技大学自动化工程学院,四川成都611731)

要:针对多片显存驱动TFT-LCD 液晶显示方法所带来的控制复杂、不易布线等情况,提出了一种基于FPGA 的单

片SRAM 驱动LCD 模块的新方法,

并加以实现。采用FPGA 完成LCD 显示时序的产生、显示图像处理、单片SRAM 读写切换控制等功能,有效节约了系统资源,大幅度减少了成本开支,已成功应用于某款数字存储示波器中。经验证,该方案控制简单、显示稳定,具有广阔的应用前景。

关键词:FPGA 技术;显存;液晶显示屏;总线仲裁;数字存储示波器中图分类号:TM935.39;TN949.192

文献标识码:A

文章编号:1674-5124(2010)05-0073-03

Design of TFT-LCD liquid crystal display module based on FPGA

ZHANG Chao-jian ,WANG Hou-jun

(School of Automation Engineering ,University of Electronic Science and Technology of China ,Chengdu 611731,China )Abstract:A new method of driving LCD module by single -chip SRAM based on FPGA is proposed and

implemented for solving problems in the control and wiring of the traditional display method in which TFT-LCD is driven by multi-chip display RAM.Functions are fulfilled on a FPGA chip ,including sequence generator ,image information processing ,switch operation of the single -chip SRAM ,and so on.This method saves the system resources effectively ,reduces the expenditure significantly ,and has been applied to a certain digital storage oscilloscope successfully.The characteristics of easy control and stable display possessed by this method have been verified.The method has broad application prospect.

Key words:FPGA ;display RAM ;LCD ;bus arbitration ;digital storage oscilloscope

收稿日期:2009-09-10;收到修改稿日期:2009-11-17作者简介:张超建(1981-),男,硕士研究生,专业方向为电子

测量仪器。

第36卷第5期2010年9月中国测试

CHINA MEASUREMENT &TEST Vol.36No.5September ,2010