基于FPGA的图形点阵液晶显示模块的应用设计

　　0引言

　　由于液晶显示具有可编程驱动、接口控制方便、体积小、功耗低、具有良好的可视化人机界面等优点。因而在移动通信终端、便携计算机、GPS卫星定位系统等领域，尤其是便携式仪器仪表中得到了广泛应用。FPGA的超大规模集成优势和内部逻辑单元的可重复配置特点。使得其在芯片控制和接口设计中成为一种颇具吸引力的高性价比控制器件。本文给出了一种基于FPGA控制WG240128B显示屏工作的液晶显示模块的设计方法。该方法通过VHDL语言编程来控制液晶显示器的显示，在实际应用中有一定的参考价值。

　　1 硬件系统

　　本设计采用Altera公司的Cyclone III系列FPGA芯片EP3C25和内置T6963C液晶控制器的WG240128B显示模块组成硬件系统。

　　1.1 液晶显示模块简介

　　液晶显示模块(LCM)WG240128B是WINSTAR公司生产的、内置T6963C液晶控制器的240128图形点阵显示模块。内置T6963C控制器的液晶显示模块是目前应用比较多的显示模块，其驱动控制系统由液晶显示控制器T6963C及其周边电路、行驱动器组、列驱动器组以及液晶驱动偏压电路组成。WG240128B主要由1片LCM控制器T6963C、2片行驱动器T*0 (第二片只用前60路)、3片列驱动器T6A39、1片32kB的显示存储器CMOS SRAM BS62LV25和1块240x128点阵液晶显示屏组成。该显示模块的特性实际就是T6963C的电路特性。T6963C的初始化在上电时已通过引脚电平设置完毕，所以，软件操作主要集中在显示操作上。T6963C显示缓冲区RAM单元主要包括文本显示区、图形显示区(包含文本特性区)、2kB CGRAM区。该模块在液晶上的显示过程，也就是把对应的数据写入相应的3个显示缓冲区的过程。

　　WG240128B的逻辑电源由VSS和VDD两个引脚来提供;驱动电源由V0和VEE提供;背光电源则由LEDA和LEDK提供。VSS和LEDK接地，VDD和LEDA接+5 V，DD-VO<21.7V，根据具体环境可选择VEE是否外接负压来驱动显示屏。其管脚功能如表1所列。

　　1.2 FPGA控制器简介

　　通过编程可配置FPGA内部的逻辑单元，从而用软件实现液晶显示控制器的设计。本方案中的FPGA主要负责液晶显示模块的系统时序、读写控制和显示数据的存取。其内部的嵌入式阵列块EAB是输入端口和输出端口都带有触发器的RAM块，可实现小容量的FIFO、ROM和RAM，使用时，通过调用这些EAB即可实现字符的存储，并通过地址值读取数据以供LCD显示器显示。

　　为了满足FPGA的工作条件，设计时还必须完成外部电路的设计，如外部存储器、工作电源以及外部输入时钟(即晶振)电路的设计，图1所示是FPGA电路的组成框图。