LCD显示控制.doc

实验八 LCD显示控制电路设计 液晶显示器LCD（Liquid Crystal Display）是一种低功耗的显示器件，目前在各个领域有着广泛的应用。LCD在外加电场作用下液晶分子排列状态发生变化，使通过显示器的光线被调制，呈现明、暗不同的显示效果。LCD驱动电路的功能就是根据显示要求建立其外加电场。本实验简单介绍了LCD驱动模块的功能，并以一个应用实例说明了点阵字符型LCD显示控制接口电路的设计和实现。 一、设计要求 1．设计要求 采用FPGA设计一个文字显示LCD的接口控制电路，使LCD显示移动式广告语或通知，显示内容存储在ROM中。 2．硬件环境 LCD与驱动控制芯片组构成LCM模组。外围接口电路只需按操作时序向LCD驱动模块发送控制命令或显示码即可。FPGA开发装置LP2900采用了以HD44780实现驱动控制的LCM模组，该模组结构如图1（b）图所示，HD44780通过8位数据端口DB7～DB0接受控制命令和显示代码，其他控制信号有使能EN、读写控制RW和寄存器选择信号RS。ON为LCD的电源开关控制信号、BLON为LCD的背景光开关控制信号。LP2900开发装置的FPGA没有对这两个信号（ON和BLON）的控制。 FPGA开发装置LP2900的I/O端口与HD44780的接口连接如图1（a）所示。由于LP2900开发装置中HD44780的数据线、读写控制与模数转换器ADC0804的输出数据线、读控制由相同的FPGA端口控制，设计时必须控制ADC0804的片选使能的FPGA端口CS1内接Vcc，使模数转换器输出为高阻状态。否则，模数转换器的数据输出将干扰FPGA对HD44780的控制，使LCD不能正常显示。 图1 FPGA开发装置接口 HD44780的功能说明 点阵字符型液晶显示屏是以若干个5×8或5×10点阵块组成的显示字符群，每个点阵块为一个字符位，字符间距和行距都为一个点的位置。HD44780是常用的字符型LCD驱动控制器件，主要特性为： 可由编程选择显示三种带游标的字型：1行5?8点；2行5?8点；1行5?10点； 内含字型库ROM（CGROM），根据8位显示码DB7～DB0产生如表1所示的160个5?7和32个5?10的点阵字型； 内含64个字节的自定义字型RAM（CGRAM），可暂存自建矩阵字型； 内含128个字节的RAM，其中80个字节为显示RAM（DDRAM），可以存储80个字符显示码； 具有多种控制命令，使用方便。 表1 HD44780内部字型库的ASCII编码 1、 HD44780硬件资源 （1）命令寄存器IR和数据寄存器DR（Instruction Register Date Register） HD44780有两个8位的寄存器：命令寄存器IR和数据寄存器DR。当对IR进行写操作时，写入的是控制命令码或是要访问的RAM地址码。当对IR进行读操作时，读出数据的最高位DB7是HD44780的忙状态标志BF，低7位数据DB6～DB0是地址计数器AC的内容。 当HD44780正在进行内部操作时，BF标志为“1”，不会再接收新的操作命令。当BF为0时才能对其写入新的命令。 （2）地址计数器AC（Adress Counter） 地址计数器AC为HD44780的内部存储器DDRAM和CGRAM分配地址，其内容是DDRAM或CGRAM的当前地址。当一条地址设置命令被写入IR时，其中的地址码会被送到地址计数器AC。当写（或读）DDRAM或CGRAM时，地址计数器AC会自动加1（或减1）。 （3）显示存储器DDRAM（Display Date RAM） 该RAM共有128个8位的存储单元。其中80个是显示RAM，分为两个地址不连续的存储区，地址为十六进制00H～27H的40个单元内容显示位置在液晶显示屏的第一行，地址40H～67H的40个单元内容显示位置在液晶显示屏的第二行。当设置LCD显示2行、每行16个字符时，DDRAM中存储单元地址与液晶屏显示位置的对应关系见表2。当未作移位操作时，LCD第一行显示的是00H至0FH单元的内容，第二行显示的是40H至4FH的内容。移位操作时，相当于显示窗口在存储器中移动，左移时地址增加、右移时地址减小。每次在两个区中各显示地址位置对应的、连续的16个单元的内容。比如，开始LCD第一行显示的是DDRAM中00H～0FH单元的内容，第二行显示的是40H～4FH单元的内容，当做了8次左移操作后，第一行显示的是08H～17H单元的内容，第二行显示的是48H～57H单元的内容。DDRAM中其余的存储区域（28H～3FH、68H～7FH）可作一般的数据存储。 表2 LCD设置为16?2行显