基于FPGA的LCD驱动设计+电路图(3)
1.2 国内外研究现状与水平
1.3 课题主要研究内容和重点、难点
1.3.1 课题主要研究内容和重点
本课题所设计的系统是基于FPGA的LCD驱动设计，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。该课题设计到FPGA得应用，LCD驱动的研究，字符显示模式的研究等知识。需要在FPGA上实现对LCD的控制，使任意中文字符、英文字符以及阿拉伯数字在LCD屏幕上显示，并且实现上下左右滚动显示，能够随意切换滚动方向以及改变文字滚动速度，完成汉字特效显示。
1.3.2 课题的主要难点
1. 12864的液晶模块指令集较为复杂，采用FPGA设计需要定义的变量和状态将会很多；
2. 中文字符的显示部分程序要考虑到程序的易用性，方便将来移植后的使用。
1.4 课题研究预期目标
1.4.1 课题研究预期理论目标
1.掌握FPGA对LCD的控制方法，为课题研究做好理论准备；
2.通过FPGA对LCD的控制，使得任何开发者都可以较为容易地通过此显示控制模块，在液晶上显示所需的内容。
1.4.2 课题研究预期技术目标
1．了解12864点阵型液晶显示器的显示原理。
2．掌握12864点阵型液晶显示器的接口设计。
3．利用12864点阵型液晶显示器来实现LCD汉字，字符的设计。
2 FPGA可编逻辑程器件
2.1 FPGA简介
FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
FPGA由可编程逻辑单元阵列、布线资源和可编程的I／O单元阵列构成，一个FPGA包含丰富的逻辑门、寄存器和I／O资源。一片FPGA芯片就可以实现数百片甚至更多个标准数字集成电路所实现的系统。
FPGA的结构灵活，其逻辑单元、可编程内部连线和I／O单元都可以由用户编程，可以实现任何逻辑功能，满足各种设计需求。其速度快，功耗低，通用性强，特别适用于复杂系统的设计。使用FPGA还可以实现动态配置、在线系统重构，如在系统运行的不同时刻，按需要改变电路的功能，使系统具备多种空间相关或时间相关的任务等，以及硬件软化、软件硬化等功能。
2.2 FPGA的基本特点
FPGA采用了逻辑单元阵列LCA（Logic Cell Array）这样一个新概念，内部包括可配置逻辑模块CLB（Configurable Logic Block）、输出输入模块IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。FPGA的基本特点主要有：
1）采用FPGA设计ASIC电路，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。
2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。
3）FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚。
4）FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。
5）FPGA采用高速CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。
可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。
2.3 FPGA的基本原理
FPGA是可编程器件，与传统逻辑电路和门阵列（如PAL，GAL及CPLD器件）相比，FPGA具有不同的结构。FPGA利用小型查找表（16×1RAM）来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程。