CN202650497U - Lcd显示控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种通用的LCD显示控制器，包括：一个复杂可编程逻辑器件CPLD或一个大规模现场可编程门阵列FPGA（以下简称控制芯片）和一个片外高速异步静态存储器（5）（以下简称显存）。控制芯片中嵌有一个接口控制模块（1）、一个显存控制模块（3）和一个LCD控制模块（4）。所述的接口控制模块（1）与所述显存控制模块（3）相连，所述的显存控制模块（3）与所述显存（5）相连，而所述LCD控制模块（4）与液晶显示器（6）相连。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LCD控制的装置，尤其是是由CPLD（即：复杂可编程逻辑器件）或FPGA（即：大规模现场可编程门阵列）芯片作为物理载体，利用可编程片上系统技术，实现一种通用的LCD显示控制器。
背景技术
随着科技的不断发展，绝大部分嵌入式产品上都采用LCD作为人机交互的载体，它的应用市场应该说是潜力巨大。但由于各种液晶显示器参数不同，为了控制各种液晶显示器，通常采用不同的专用控制芯片，但这些芯片对于所支持的液晶显示器分辨率大小有所限制，例如RAIO公司生产的RA8875液晶显示控制器和ILITEK公司生产的ILI9320液晶显示控制器，其所支持的最大分辨率为800X480和240X320。一种控制芯片只能控制一种或有限的几种液晶显示器。如果需要更换分辨率更高一些的LCD，则需要更换控制芯片，而每个控制芯片的控制协议有所不同，则有可能需要更改上位机的控制代码，因此会给后续的产品升级或更新带来如研发周期延长或成本提高等不利因素。
利用CPLD或FPGA研制一种较为通用的液晶显示控制器成为降低成本的关键步骤。例如四川九洲电器集团有限责任公司研制的基于NiosII软核CPU的LCD控制器（专利申请号：201020197102.4）是利用FPGA中的NiosII软核CPU通过Avalon总线模块与LCD控制模块相连，LCD控制模块再与液晶显示器连接。利用可编程片上系统技术将NiosII软核CPU和LCD控制模块集成在同一个FPGA芯片中，解决了通常情况下一种LCD控制器只能实现一种液晶显示器的驱动，利用单一块芯片实现了LCD控制器所有的功能。但由于只有某些高端的FPGA芯片中才集成NiosII软核，而CPLD芯片中大多没有此软核，因此对产品设计时的芯片选型有所限制，不能更好地降低成本。并且上述设计的寄存器较少，对图形、文字的写入方式单一，这样会大大影响刷新频率。
航天信息股份有限公司研制的LCD控制器（专利申请号：200920247020.3），提供了一种LCD控制器及其控制方法，包括微处理器及LCD控制逻辑，所述的LCD控制逻辑通过SPI接口与所述微处理器相连，实现对LCD的控制。其中，所述的LCD控制逻辑为可编程逻辑器件。微处理器用DMA控制方式将显示数据通过SPI接口发送给CPLD器件，CPLD器件利用SPI接口的数据信号和时钟信号，根据LCD的时序要求，产生所需的像素时钟信号、行同步信号和帧同步信号，以此驱动LCD显示。LCD显示屏参数为：分辨率480X272、大小4.3寸、16位真彩色。由于科学技术的不断提高，目前嵌入式产品上所用到的液晶显示器的尺寸在不断增大，分辨率也不断提高。比如在数码市场上常见的电子相框，所用的液晶显示器都是7寸或10寸屏，分辨率大都在480X800，16位真彩色。因此这种控制器已经不能完全满足当前产品的需求。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种通用的LCD显示控制器，占用资源少，可以嵌入在当前常用型号的CPLD或FPGA中，能够兼容4.3寸、7寸和10寸等工业控制用的嵌入式液晶显示设备，分辨率最高支持480X800，16位真彩色；并且所述LCD控制器针对图形和文字的各自特征，提供了6种不同的写入方式，不仅提高了刷新频率，而且更加方便了用户的使用。
本实用新型的内容是一种通用的LCD显示控制器，包括：一个复杂可编程逻辑器件CPLD或一个大规模现场可编程门阵列FPGA（以下简称控制芯片）和一个片外高速异步静态存储器（5）（以下简称显存）。控制芯片中嵌有一个接口控制模块（1）、一个显存控制模块（3）和一个LCD控制模块（4）。所述的接口控制模块（1）与所述显存控制模块（3）相连，所述的显存控制模块（3）与所述显存（5）相连，而所述LCD控制模块（4）与液晶显示器（6）相连。
上位机发送写入液晶显示器的指令和数据，所述接口控制模块（1）将这些指令和数据写入到相应的控制寄存器（2）中，并通知所述显存控制模块（3）读取所述控制寄存器（2）信息；所述显存控制模块（3）根据控制寄存器（2）的信息完成对显存（5）的操作；所述LCD控制模块（4）不断地读取所述显存（5）信息，并将读取到的数据显示在所述液晶显示器（6）上。
所述显存控制模块（3）完成在上位机发送给控制芯片指令后，通过对所述控制寄存器（2）的不同数值对显存（5）写入与读取地址和数据的计算和读写时序的控制。
所述LCD控制模块（4）完成对行同步、场同步、时钟和显示数据等信号的计算和时序控制，不断地发送信号给所述液晶显示器（6），从而刷新液晶显示器上的显示内容。所述LCD控制模块（4）与液晶显示器的数据线共16根，数据格式采用标准565颜色格式，色彩支持16位真彩色，分辨率最高支持800X480。
本实用新型的内容中，所述的LCD控制模块（4）包含了1个16位模式控制寄存器，控制液晶显示器的显示模式，分别是SYNC mode（场同步模式）、Data Enable mode（数据使能模式）和横竖屏显示模式。场同步模式是由行、场同步信号控制LCD的显示；数据使能模式是用数据使能信号控制控制LCD的显示，此时行、场同步信号无效；横竖屏是当显示器为矩形时屏幕的显示模式。
所述的接口控制模块（1）完成对上位机发送的指令和数据进行编译，写入到相应的控制寄存器（2）中，并控制显存控制模块（3）。所述接口控制模块（1）采用16位标准8080总线接口方式，适配多种上位机CPU，如AVR、PIC、STM32系列、MSP430、51系列单片机等。
本实用新型的内容中，所述的接口控制模块（1）包含了10个16位控制寄存器模块（2），即：前景色、背景色、模式寄存器、缓冲区行编址、缓冲区列编址、数据寄存器、行区域首址、行区域末址、列区域首址、列区域末址。其中模式寄存器中可以选择6种不同的数据写入方式，分别是：单点写入方式，直接将颜色值写入数据寄存器，而与前景色、背景色寄存器内容无关；2D加速功能，以前景色高速填充设定区域；8位多点写入方式，将点位信息写入数据寄存器，如写入数据寄存器为‘01010101’，则显示‘原色、前景色、原色、前景色、原色、前景色、原色、前景色’（原色：显示屏中原有图案颜色）；16位多点写入方式，与8位多点写入方式类似；8点写入方式，将点位信息写入数据寄存器，如写入数据寄存器为‘01010101’则显示‘背景色、前景色、背景色、前景色、背景色、前景色、背景色、前景色’；16点写入方式，与8点写入方式类似。
由于采用以上的技术方案，本实用新型的有益效果是：利用可编程片上系统技术，提供了一个通用的液晶显示控制器，解决了通常情况下一种液晶控制器只能实现一种液晶显示器的驱动，降低了设计的复杂度，系统结构简单，稳定性好，方便产品的升级；所述的控制器占用资源较少，可以应用在常用的CPLD或FPGA芯片中，大大增加了器件选型的灵活性；所述的控制器提供两种液晶控制模式，适用于多种彩色液晶显示设备，具有7寸、10寸超大显示面积的同时兼有800X480的高分辨率，在有限的平面内显示更多信息；与上位机采用16位标准8080总线接口方式，特别适用于单片机系统、工业控制系统；所述的控制器提供了单点、2D加速、多点等多种写入方式，不仅操作灵活多样，而且极大地提高了汉字、英文字母、数字以及图形的显示速度，增加了所述控制器的通用范围。
附图说明
图1是本实用新型LCD控制器原理框图；
附图标记说明：1-接口控制模块，2-控制寄存器，3-显存控制模块，4-LCD控制模块，5-显存，6-液晶显示器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。
本实施例中，采用的液晶显示器为InnoLux公司的AT070TN92液晶显示器，它的大小为7英寸，分辨率为800X480，24位真彩色。但由于在常用工业控制领域，嵌入式液晶显示设备大多采用16位真彩色，数据格式为标准的RGB565，因此在本实施例中采用16位真彩色。此液晶显示器共有两种控制模式，分别是所述的SYNC mode（场同步模式）、DataEnable mode（数据使能模式），并且分为横屏与竖屏。本实施例中采用场同步模式，横屏显示。由于此液晶显示器为逐行扫描设备，先从屏幕的左上方开始，扫描完水平800个像素点到右上方后，再回到最左边开始扫描下一行，直到扫描完480行后一帧图像更新完毕，然后再回到左上方开始下一帧图像的扫描。
在图1中，LCD控制器包括一个Altera公司的MAXII系列的CPLD，型号为EMP570T144C5N，和一个高速异步静态存储器5，其大小为512Kx16bit。有三个模块均嵌入在CPLD芯片中，分别是接口控制模块1、显存控制模块3和LCD控制模块4。
接口控制模块1负责对上位机发出的命令和数据进行译码，并启动显存控制模块3；显存控制模块根据译码后的命令和数据对显存5进行写入数据或读取数据；LCD控制模块4不间断地将显存5中的数据按照液晶显示器规定的时序显示在液晶显示器上。
上位机通过写入控制寄存器2不同的数据完成对液晶显示器的控制。其中缓冲区行编址和缓冲区列编址确定了液晶显示器中的某一个像素地址；而行区域首址、行区域末址、列区域首址和列区域末址确定了液晶显示器中的某一块操作区域。当对所述某一个像素地址进行操作完毕后，控制器将自动将像素地址加一，但当所述的像素地址超出了设置的块操作区域后，控制器可以自动转到下一行的列区域首址或回到所述块操作区域的左上角。
由于显示内容的多样性，对汉字、英文字母、数字和图像采取不同的写入模式，这样不仅可以减轻上位机的负担，而且能够加速液晶显示器的刷新频率。
对于图像数据可以采取单点写入的方式，上位机设置完成块操作区域和缓冲区行列编址后，直接将图像数据写入到数据寄存器中，显存控制模块3逐一将数据写入到显存5的相应地址中。
对于汉字、英文字母、数字，可以采取8/16位多点写入或8/16点写入方式，上位机设置完成块操作区域和缓冲区行列编址以及前/背景色后，将数据写入到数据寄存器中，显存控制模块3将一次性对显存5写入8/16个数据，这样可以大大加快写入速度。
对于要将液晶显示器某一大块区域填充颜色，例如清屏，则可以采取2D加速的写入方式。上位机设置完成块操作区域和缓冲区行列编址以及前/背景色后，设置模式寄存器为2D加速写入方式，显存控制模块3将一次性对显存5的相应区域用前景色进行填充。经测试，外接100MHz晶振时，液晶显示器的清屏速度约为30ms。
所述各模块均采用基本的VHDL语言进行编写，无需添加软核，经编译后共占用535个逻辑单元（编译环境为QuartusIIV9.0），适用于大多数的CPLD或FPGA。
Claims (6)
1.一种通用的LCD显示控制器，包括一个复杂可编程逻辑器件CPLD或一个大规模现场可编程门阵列FPGA制成的控制芯片，和一个片外高速异步静态存储器制成的显存（5），其特征在于，所述控制芯片中嵌有一个接口控制模块（1）、一个显存控制模块（3）和一个LCD控制模块（4），所述的接口控制模块（1）与所述显存控制模块（3）相连，所述的显存控制模块（3）与所述显存（5）相连，而所述LCD控制模块（4）与液晶显示器（6）相连。
2.根据权利要求1所述的LCD显示控制器，其特征在于，该控制芯片的各控制模块和寄存器均用基本的VHDL语言编写，无需添加任何软核。
3.根据权利要求1所述的LCD显示控制器，其特征在于，所述接口控制模块（1）与上位机的接口采用标准的16位8080总线。
4.根据权利要求1所述的LCD显示控制器，其特征在于，所述LCD控制模块（4）包含了1个16位模式控制寄存器，控制液晶显示器的显示模式，分别是SYNC mode（场同步模式）、Data Enable mode（数据使能模式）和横竖屏显示模式。
5.根据权利要求1所述的LCD显示控制器，其特征在于，所述接口控制模块（1）包含了10个16位控制寄存器模块（2），即：前景色、背景色、模式寄存器、缓冲区行编址、缓冲区列编址、数据寄存器、行区域首址、行区域末址、列区域首址、列区域末址。
6.根据权利要求5所述的LCD显示控制器，其特征在于，所述模式控制器包含了单点、8/16位多点、8点/16点和2D加速共6种写入方式。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103617787A (zh) * | 2013-12-04 | 2014-03-05 | 中航华东光电有限公司 | 一种提高lcd显示模块画面刷新频率的装置及方法 |
| CN104112437A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-10-22 | 河南科技大学 | 一种基于分时复用的液晶驱动装置 |
| CN108228130A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-06-29 | 北京安博通科技股份有限公司 | 一种嵌入式设备的液晶屏显示方法及装置 |
| CN108519832A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-11 | 上海电机学院 | 基于arm和fpga的触摸屏控制系统及控制方法 |
| CN108898995A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-11-27 | 安徽世阳光电有限公司 | 一种无需调屏的显示器 |
| CN111128085A (zh) * | 2019-07-22 | 2020-05-08 | 深圳市中达优控科技有限公司 | 一种单芯片的色彩显示方法及应用 |
| CN114627834A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-06-14 | 云南安爆数码电子科技有限公司 | 一种单片机对彩色显示屏的清（置）屏方法 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103617787A (zh) * | 2013-12-04 | 2014-03-05 | 中航华东光电有限公司 | 一种提高lcd显示模块画面刷新频率的装置及方法 |
| CN103617787B (zh) * | 2013-12-04 | 2015-08-12 | 中航华东光电有限公司 | 一种提高lcd显示模块画面刷新频率的装置及方法 |
| CN104112437A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-10-22 | 河南科技大学 | 一种基于分时复用的液晶驱动装置 |
| CN108228130A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-06-29 | 北京安博通科技股份有限公司 | 一种嵌入式设备的液晶屏显示方法及装置 |
| CN108519832A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-11 | 上海电机学院 | 基于arm和fpga的触摸屏控制系统及控制方法 |
| CN108898995A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-11-27 | 安徽世阳光电有限公司 | 一种无需调屏的显示器 |
| CN111128085A (zh) * | 2019-07-22 | 2020-05-08 | 深圳市中达优控科技有限公司 | 一种单芯片的色彩显示方法及应用 |
| CN114627834A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-06-14 | 云南安爆数码电子科技有限公司 | 一种单片机对彩色显示屏的清（置）屏方法 |
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