基于FPGA和硬件描述語(yǔ)言Verilog的液晶顯示控制器的設(shè)計(jì)

　　2 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　2.1 液晶控制器總體設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)的液晶顯示器刷新頻率為70Hz，每一幀周期為14．28ms，每一行周期為60μs，時(shí)鐘信號(hào)CP的頻率為2 MHz，將一行數(shù)據(jù)輸入列移位寄存器的時(shí)間為40μs，因此每一行設(shè)計(jì)了20μs的空白時(shí)間。

　　液晶控制器系統(tǒng)原理如圖2所示。時(shí)鐘模塊采用Xilinx公司的Coregen IP工具定制，數(shù)字時(shí)鐘管理器DCM模塊將FPGA 50 MHz時(shí)鐘信號(hào)CLK_IN 25分頻為2 MHz控制器時(shí)鐘信號(hào)CLK。DCM采用了數(shù)字延遲鎖相環(huán)技術(shù)來(lái)消除時(shí)鐘相位的位移，提供比自行分頻更穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，以滿足控制系統(tǒng)要求。CONTROLLER模塊為L(zhǎng)CM提供滿足圖l所示時(shí)序要求的控制信號(hào)CP、LP、FLM、M、DISPOFF，并且同步產(chǎn)生SRAM的讀地址ADDRA[14：0]。

　　SRAM為內(nèi)存模塊。為了提高輸入LCD的數(shù)據(jù)流速度．設(shè)計(jì)了32K×4位的艤端口內(nèi)存，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)讀/寫，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)化，由上位機(jī)MCU輸入的8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為輸入LCM列驅(qū)動(dòng)器的4位數(shù)據(jù)；B端口由MCU_INTERFACE與上位機(jī)MCU連接，由MCU微控制器將顯示數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存SRAM。其中，ADDRB[13：0]控制16K×8位的寫地址，DINB[7：O]為寫入數(shù)據(jù)，WEB為寫有效控制，CLKB為寫時(shí)鐘；A端口由CONTROLLER模塊控制讀地址ADDRA[14：0]，讀時(shí)鐘CLKA由系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)CLK控制，DOUTA[3：0]將數(shù)據(jù)寫入LCM列驅(qū)動(dòng)器。2.2 控制模塊設(shè)計(jì)

　　應(yīng)用狀態(tài)機(jī)的方法，用Verilog硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)控制模塊CONTROLLER。CLK為2 MHz輸入時(shí)鐘信號(hào)。LP和內(nèi)部控制信號(hào)DEN由狀態(tài)機(jī)1控制產(chǎn)生，F(xiàn)LM由狀態(tài)機(jī)2控制產(chǎn)生，M由狀態(tài)機(jī)3控制產(chǎn)生，CP信號(hào)和ADDRA[14：0]根據(jù)CLK和DEN信號(hào)控制得到。狀態(tài)機(jī)1有3個(gè)狀態(tài)：狀態(tài)1，LP為O，DEN為1，持續(xù)80個(gè)CLK脈沖后轉(zhuǎn)向狀態(tài)2；狀態(tài)2，LP為l，DEN為0，持續(xù)1個(gè)CLK脈沖后轉(zhuǎn)向狀態(tài)3；狀態(tài)3，LP為O，DEN為O，持續(xù)39個(gè)CLK脈沖后轉(zhuǎn)向狀態(tài)1。狀態(tài)機(jī)2有2個(gè)狀態(tài)：狀態(tài)1，F(xiàn)LM為l，持續(xù)1個(gè)LP周期時(shí)間，即120個(gè)CLK脈沖；狀態(tài)2，F(xiàn)LM為O，持續(xù)剩下的239個(gè)LP周期，即28 680個(gè)CLK脈沖。狀態(tài)機(jī)3有2個(gè)狀態(tài)，狀態(tài)l，M為1。持續(xù)1個(gè)FLM周期時(shí)間，即28800個(gè)CLK脈沖；狀態(tài)2，M為0，也持續(xù)1個(gè)FLM周期時(shí)間。CP信號(hào)和ADDRA由于含有空白信號(hào)，所以由內(nèi)部控制信號(hào)DEN和時(shí)鐘信號(hào)CLK得到。以下為設(shè)計(jì)的源代碼初始化部分：

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