论文总字数：30422字

摘 要

本课题主要任务是基于VHDL的LCD控制器，同时为了程序的易用性，方便之后模块的移植和应用。控制器部分采用VHDL语言编写，主体程序采用了状态机作为主要控制方式。该控制器分为字符显示模块和图片显示模块两个主要部分。在字符的显示功能上采用了显示控制模块与字符调用RAM相结合的方式，使使用者能方便的调用液晶自带的字库来显示字符；而图片显示模块则通过特殊的处理算法解决了图像显示缓冲区X地址不断移位以及上下半屏分开的问题，通过读取图片ROM来显示图片。最后实现使用FPGA在LCD上的任意位置显示任意的16*16像素的中文字符以及16*8的英文字符，另外能根据输入数据的变化同步变化LCD上的内容。同时要能将储存模块中的图片数据正常的显示在LCD上。

该课题的研究有助于采用FPGA的系列产品的开发，特别是需要用到LCD的产品开发。由于模块的易用性，大大的增加了人机之间的交互性，为行业和我们的生活带来新的变化。

关键词：VHDL硬件描述语言; FPGA; 液晶控制模块显示

Based On The VHDL Language of LCD Control Module Design and Simulation

Abstract

The main task of the subject is based on VHDL LCD controller, taking into account the program of ease of use, to convenient module of the transplantation and application.The controller into character display module and image display module two parts. The character display function using the display control module and a character called ram combination way, and the users can conveniently call LCD own font to display characters, and pictures showed module through special processing algorithm to solve the image display buffer x address constantly shift and the second half of the screen to separate the, by reading the ROM image to display images. Finally achieve anywhere using FPGA in the LCD display any 16 * 16 pixels of Chinese characters and perform English character, also can according to changes in the input data synchronization changes of LCD. At the same time can be stored in the module  image data displayed on the LCD.

This study developed a series of products to help with FPGA, especially the product development need to use LCD. The module of ease of use, greatly increasing the interaction between man and machine, for the industry and our life brings new changes.

Keywords: Hardware description language; VHDL; FPGA；LCD Control Module

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 课题的来源、意义 1

1.2 课题的研究意义和发展前景 1

第二章 现代LCD技术 2

2.1 现代LCD技术简介 2

2.2 STN-LCD技术的显示原理 2

第三章 点阵式液晶显示控制模块的原理介绍 4

3.1点阵式液晶显示控制模块基本原理 4

3.1.1 显示控制模块的基本原理 4

3.1.2显示控制模块的原理框图 4

3.2系统硬件介绍 4

3.2.1 GDM 12864图形点阵式液晶的介绍 4

3.3 FPGA芯片的介绍： 7

3.4 硬件描述语言VHDL： 7

3.4.1 VHDL介绍： 7

3.4.2 VHDL语言程序设计的基本结构： 7

3.5 Quartus II软件的简单介绍： 7

第四章 总体系统设计 9

4.1 系统设计要求 9

4.2 系统设计总体框图 9

4.3 系统开发选用资源 9

4.3.1 液晶模块选用 9

4.3.2 FPGA的选择 15

第五章 系统各部分模块的设计 18

5.1 初始化模块设计 18

5.1.1 LCD模块初始化原理 18

5.1.2 时钟模块的设计 18

5.1.3 字符显示前初始化模块的设计 19

5.2 写入数据模块的设计 20

5.2.1 英文字符部分的数据模块 20

5.2.2 中文字符部分的数据模块 21

5.3 显示控制模块的设计 21

5.3.1 字符显示控制模块的设计 21

5.3.2 动态数据的显示控制 22

5.4 字符显示整体模块 22

5.6 本章小结 23

结束语 25

致 谢 26

参考文献 27

附 录 28

第一章 引 言

• 1. 课题的来源、意义

近年来液晶显示用在了越来越多的设备上，而与传统的显示器相比它具有功耗更低以及体积更小。大家都知道，对于显示数字的设备可以应用简单的LED数码管就已经足够了，但对于稍微复杂的字母以及图像的显示，还是液晶显示器具有较大的优势，综合考虑各方面，液晶无疑是最理想的也是相对比较适合人们所使用的，从而液晶显示器成为了现代工业仪表和工业控制领域的主要显示器。

而且近几年用综合工具把可综合的VHDL模块转换成具体电路的发展非常迅速，通过FPGA芯片，可以对几十万个晶体管的集成电路进行设计和管理，使复杂的的数字系统的设计生产率大幅度提高了。所以液晶显示控制模块产品已经扩展到消费电子、军事航天、汽车电子等行业。

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