Ο πίνακας απεικόνισης που κατασκευάζεται από την οθόνη υγρών κρυστάλλων LCD χρησιμοποιείται ευρέως στον στρατιωτικό εξοπλισμό. Αυτό το σχέδιο υιοθετεί το Spartan-3E FPGA ως το υλικό. Η οθόνη LCD των 16 χαρακτήρων 2 & TImes ενσωματώνει ελεγκτή γραφικών Sitronix ST7066U για να συνειδητοποιήσει τον χαρακτήρα ή τον κινέζικο χαρακτήρα της οθόνης LCD. Οθόνη πλήρους οθόνης, οθόνη κινητής τηλεόρασης πλήρους οθόνης και απεικόνιση ενός χαρακτήρα στην οθόνη. Όλες οι λειτουργίες υλοποιούνται σε γλώσσα VHDL για να ικανοποιούν τις απαιτήσεις οθόνης LCD και να επιτυγχάνουν μια ποικιλία εφέ εμφάνισης.
Λόγω του μικρού μεγέθους, του ελαφρού βάρους και της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, οι οθόνες υγρών κρυστάλλων LCD έχουν ευρύ φάσμα εφαρμογών. Για παράδειγμα, ως πίνακες απεικόνισης για αεροσκάφη, δεξαμενές και πλοία, ο χώρος που καταλαμβάνει η αρχική οθόνη CRT μπορεί να μειωθεί, το βάρος της συσκευής μπορεί να μειωθεί και η κινητικότητα μπορεί να βελτιωθεί.
Αυτός ο σχεδιασμός χρησιμοποιεί μια οθόνη χαρακτήρων με ενσωματωμένο γραφικό ελεγκτή Si.tronix ST7066U στην πλατφόρμα ανάπτυξης Spartan-3E, η οποία υλοποιεί: (1) Ενιαίος χαρακτήρας σε οποιαδήποτε θέση και απεικόνιση πλήρους οθόνης και πλήρους οθόνης χαρακτήρων. (2) Η εμφάνιση προσαρμοσμένων χαρακτήρων (χαρακτήρες) και η εμφάνιση πλήρους οθόνης των επιμέρους χαρακτήρων. Μεταξύ αυτών, ο ελεγκτής γραφικών [1] είναι υπεύθυνος για τη λήψη εντολών ελέγχου και δεδομένων και την αποστολή στην οθόνη LCD.
1 ελεγκτής γραφικών Sitronix ST7066U
Ο ελεγκτής διαθέτει τρεις εσωτερικούς χώρους αποθήκευσης, DD RAM, CGROM και CG RAM, οι οποίοι πρέπει να αρχικοποιούνται πριν από την αποστολή δεδομένων.
(1) DD RAM (εμφάνιση δεδομένων RAM)
Ο κωδικός χαρακτήρων αποθηκεύεται. Φυσικά, η μνήμη DD RAM έχει συνολικά 80 θέσεις χαρακτήρων, κάθε γραμμή έχει 40 χαρακτήρες, αλλά μόνο 16 μπορούν να εμφανιστούν και τα υπόλοιπα 24 δεν εμφανίζονται. Πριν από την ανάγνωση ή τη γραφή, ο μετρητής διεύθυνσης πρέπει να προετοιμαστεί. Ο μετρητής διεύθυνσης μπορεί να διατηρείται σταθερός ή να αυξάνεται αυτόματα ή να μειώνεται κατά 1 μετά από ανάγνωση ή εγγραφή.
(2) CG ROM (γεννήτρια χαρακτήρων ROM)
Ένα bitmap γραμματοσειράς που περιέχει κάθε προκαθορισμένο χαρακτήρα.
(3) CG RAM (γεννήτρια χαρακτήρων RAM)
Περιέχει εικόνες bitmap από προσαρμοσμένο χαρακτήρα 8 bit. Κάθε bit συνήθειας χαρακτήρων αποτελείται από 5 σημεία σε bitmap 8 bit. Η συγκεκριμένη χρήση είναι ίδια με τη DD RAM.
1.1 Σημεία διασύνδεσης με FPGA
Τα σήματα διασύνδεσης LCD και FPGA [2] είναι: (1) σήμα ενεργοποίησης LCD_E; (2) σήμα καταχώρησης επιλέξτε LCD_RS; (3) σήμα ελέγχου ανάγνωσης / εγγραφής LCD_RW; (4) τέσσερις γραμμές δεδομένων LCD και γραμμή δεδομένων StrataFlash SF_D επαναχρησιμοποίηση 11: 8.
1.2 Ανάλυση χρονισμού
Η τιμή δεδομένων των SF_D 11: 8, LCD_RS, LCD_RW πρέπει να καθοριστεί και σταθερή τουλάχιστον 40 ns πριν το LCD_E πέσει ψηλά και το LCD_E παραμένει υψηλό για τουλάχιστον 230 ns. Σε πολλές εφαρμογές, το LCD_RW είναι πάντα χαμηλό, επειδή τα δεδομένα δεν διαβάζονται κανονικά από την οθόνη.
Όπως φαίνεται στο σχήμα 1, τα δεδομένα μεταδίδονται σε μορφή 8 bit και διαιρούνται σε υψηλά 4 bit και χαμηλά 4 bit. Τα πρώτα υψηλά 4 bit και στη συνέχεια τα χαμηλά 4 bit έχουν ένα διάστημα τουλάχιστον 1us. Μία λειτουργία εγγραφής 8 bit έχει ελάχιστο διάστημα 40 μs πριν από την επόμενη επικοινωνία και η καθυστέρηση πρέπει να αυξηθεί στα 1,64 ms μετά την εντολή clear.
Σχεδιασμός LCD LCD με βάση FPGA
Σχέδιο 1 χαρακτήρων διάγραμμα συγχρονισμού διασύνδεσης LCD
2 σχεδιασμός εμφάνισης δεδομένων
2.1 Διάγραμμα ροής
Όπως φαίνεται στην Εικόνα 2, η οθόνη δεδομένων LCD περιλαμβάνει την εκκίνηση ενεργοποίησης, την εμφάνιση ρυθμίσεων, την εγγραφή δεδομένων στην οθόνη και την αρχική διεύθυνση πριν από την εγγραφή δεδομένων.
Σχεδιασμός LCD LCD με βάση FPGA
Εικόνα 2 Διάγραμμα ροής οθόνης LCD
Ο κρυσταλλικός πίνακας ανάπτυξης είναι 50 MHz.
