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一种新型仪器用液晶显示控制器芯片的设计

更新时间：2019-12-30 17:32:00 大小：177K 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：液晶显示控制器 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

针对液晶显示控制器SED1335的局限提出一种新的仪器用液晶控制器芯片的设计.该显示控制器内置双显示缓冲设计,显示缓冲采用双层映射,显著提高了显示数据的更新率,增加了显示数据的更新量.新型液晶控制器芯片逻辑用VHDL语言设计,编译形成IP核后,配置下载到低功耗FPGA芯片XC3S400中.这种液晶控制器芯片应用在手持数字存储示波器的显示模块中解决了液晶显示内容闪烁和波形更新率低的问题.

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一种新型仪器用液晶显示控制器芯片的设计.pdf 177K

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仪 器 仪 表 学 报  
&’()*+* ,-./)01 -2 34(*)5(2(4 6)+5/.7*)5  
第!" 卷# 第" 期  
!$$% 年" 月  
8-19 !" :-9 "  
;.<= !$$%  
一种新型仪器用液晶显示控制器芯片的设计  
胡斌强，苏绍景，王跃科  
（国防科技大学仪器科学与技术系# 长沙# DE$$%F）  
摘# 要：针对液晶显示控制器3GCEFFH 的局限提出一种新的仪器用液晶控制器芯片的设计。该显示控制器内置双显示缓冲设  
计，显示缓冲采用双层映射，显著提高了显示数据的更新率，增加了显示数据的更新量。新型液晶控制器芯片逻辑用 8ICJ 语  
言设计，编译形成6K 核后，配置下载到低功耗LKM; 芯片N&F3D$$ 中。这种液晶控制器芯片应用在手持数字存储示波器的显  
示模块中解决了液晶显示内容闪烁和波形更新率低的问题。  
关键词：液晶控制器；分层映射；双显示缓冲；手持数字宽带存储示波器  
中图分类号：OI%# # 文献标识码：;# # 国家标准学科分类代码：D>$= D$PP  
!"#$%& ’( &") *$+,$- ./0#12* 3’-,*" .’&1/’**"/ ,#"- $& $&#1/,3"&1#  
I. Q()R(0)<，3. 3’0-S()<，T0)< U.*V*  
（!"#$%&’"(& )* +(,&%-’"(& ./0"(/" $(1 2"/3()4)56，7$&0)($4 8(09"%,0&6 )* !"*"(," 2"/3()4)56，:3$(5,3$ ;<==>?，:30($）  
45#1/2.1：O- +-1A* 5’* W/-X1*7 -2 1(R.(B 4/Y+501 7-B.1* 4-)5/-11*/ 3GCEFFH，0 1(R.(B 4/Y+501 7-B.1* 4-)5/-11*/ ()5*?  
</05*B 4(/4.(5 Z0+ B*+(<)*B= O’(+ 4-)5/-11*/ ’0+ B.01 B(+W10Y X.22*/+，Z’(4’ 0/* 70WW*B 5- B.01 10Y*/+ -2 B(+W10Y=  
O’(+ B*+(<) )-5(4*0X1Y (7W/-A*+ 5’* .WB05* /05* -2 5’* B(+W10Y*B B050，0)B ()4/*0+*+ 5’* .WB05* B050 R.0)5(5Y= O’*  
1-<(4 4(/4.(5 -2 5’(+ )*Z 1(R.(B 4/Y+501 7-B.1* 4-)5/-11*/ ()5*</05*B 4(/4.(5 Z0+ B*+(<)*B () 8ICJ，Z’(4’ Z0+ 4-7?  
W(1*B 0)B B-Z)1-0B*B ()5- LKM; ()5*</05*B 4(/4.(5 N&F3D$$= O’(+ )*Z 1(R.(B 4/Y+501 7-B.1* 4-)5/-11*/ ’0+ X**)  
.+*B +.44*++2.11Y () 0 ’0)B?’*1B B(<(501 +5-/0<* -+4(11-+4-W*= O’* W’*)-7*)-) -2 B(+W10Y 210+’()< (+ *1(7()05*B，0)B  
5’* Z0A*2-/7 .WB05* /05* (+ (7W/-A*B=  
6"0 )’/-#：1(R.(B 4/Y+501 7-B.1* 4-)5/-11*/；70WW()< 5- B.01 10Y*/+；B.01 B(+W10Y X.22*/+；’0)B?’*1B B(<(501 +5-/0<*  
-+4(11-+4-W*  
出到液晶驱动系统，驱动系统驱动液晶显示模块显  
［F?>］  
示 。液晶显示控制器是决定液晶显示器显示功能和  
［H］  
性能的关键器件 。  
78 引8 8 言  
［E?!］  
显示技术是现代社会人与信息间的桥梁 。随着  
3G6[\GGK3\: 公司的液晶显示控制器 3GCEFFH 是  
同类产品中功能最强的，能D 位数据并行发送，最大驱动  
能力为>D$ ] !H> 点阵。目前采用 3GCEFFH 作为控制器  
的液晶显示器的产品很多。采用了 3GCEFFH 的信利、东  
显等公司的许多规格为F!$ ] !D$ 的液晶显示器已应用  
现代信息社会的高速发展，随着电子技术和材料技术的  
［E?!］  
进步，显示技术迅猛发展，新的显示器件层出不穷 。  
液晶显示器件异军突起，成为一种成熟的、最有前景的平  
板显示器件。  
［%?"］  
在许多测控仪器和信息处理终端上 。但是因为控制  
液晶显示器主要由液晶显示模块、液晶显示驱动系  
统和液晶显示控制器构成。液晶显示控制器把用户输入  
的显示信息通过控制时序电路和显示时序电路转换后输  
器3GCEFFH 的固有缺陷，这类液晶显示器的输入数据的  
更新率不够高，当输入数据更新率太高时，屏幕上的显示  
万方数据  
@*4*(A*B C050：!$$>?$>  
# 收稿日期：!$$>?$>#  
#
! 第" 期  
胡斌强 等：一种新型仪器用液晶显示控制器芯片的设计  
! #$%&  
内容会闪烁起来。许多测试设备对液晶显示器的输入数  
显的液晶屏幕闪烁和晃动。手持数字存储示波器需要较  
据更新率要求较高，’()#**$ 已不能满足这类应用需求。 高的显示数据更新率和较大的显示数据更新量，实验表  
亟待设计一款新型的液晶控制器。  
明，访问冲突导致的液晶屏幕闪烁和晃动直接影响对手  
持示波器测试波形的观察。  
为了解决液晶屏幕闪烁和晃动的问题，在 =>$-+% 的  
显示处理程序中加入了 ’()#**$“忙”判断程序。  
’()#**$ 有一个忙标志寄存器，它仅有一个“忙”标志位  
K?。当K? L # 时表示 ’()#**$ 正在向液晶显示模块传  
送有效显示数据。在传送完一行有效显示数据到下一行  
传送开始之间的间歇时间K? L +。=>$-+% 在K? L + 时访  
问’()#**$ 写入显示数据到显示存储器。  
!" 问题的提出  
作者在研制手持宽带数字存储示波器的过程中，需  
要采用*%+ , %-+ 的液晶显示器作为操作菜单、波形和参  
数显示界面。  
!# $" 手持数字存储示波器显示系统  
在初样机方案中采用了用 ’()#**$ 作控制器的液  
晶显示模块，用./ 公司的数字信号处理器（0121345 612745  
89:66;172）芯片.<’*%+=>$-+% 作为显示核心处理器。具  
体的系统结构见图#。  
在手持数字存储示波器上进行试验后发现，液晶屏  
幕的左边缘有一段还是闪烁和晃动。主要是由于显示数  
据更新量大，在K? L + 的行消隐时间里，对显示存储器的  
数据更新访问没有完成，影响了下一行的开始几列数据  
向液晶屏的刷新。这种方法不能从根本上解决 ’()#**$  
的结构缺陷。  
(" 新型液晶控制器的设计  
图#! 采用’()#**$ 的手持示波器显示系统框图  
?12@ # )16854A 6A63;B C5:>D 014294B :E  
为了从根本上解决 ’()#**$ 的结构缺陷，为测试仪  
器提供一个高性能的显示模块，作者设计开发了一款显  
示数据更新率高、显示数据更新量大的新型液晶控制器  
芯片。  
3F; F470GF;50 )’H 40:83172 ’()#**$  
按照手持数字存储示波器的要求设计的字模和菜单  
存在=>$-+% 外围的?546F 中。大量的波形数据从主控器  
发到=>$-+% 内部的波形数据缓冲区。=>$-+% 根据主控  
器的命令将字模和菜单数据以及 =>$-+% 内部缓冲区中  
的波形数据发送到控制器 ’()#**$ 外围的显示存储器，  
控制器’()#**$ 按行场控制信号把显示存储器中的数  
据刷新到液晶驱动器中，驱动液晶模块（51IJ10 >9A6345  
B:0J5;）显示菜单和波形。  
(# $" 新型液晶控制器芯片总体逻辑设计  
该新型液晶控制器由* 部分组成，如图% 所示，包括  
微处理器的接口部、液晶模块的接口驱动部、控制部。  
!# $" %&’$(() 的缺陷  
系统运行过程中，=>$-+% 通过 ’()#**$ 向显示存储  
器写入显示数据和显示数据从显示存储器读出刷新到液  
晶驱动器要通过同一个显示存储器接口。’()#**$ 允许  
=>$-+% 随时访问并立即将 =>$-+% 传来的数据存入显示  
存储器。这种机制导致向显示存储器更新数据的访问和  
从显示存储器读出数据更新液晶显示的访问会发生冲  
突。访问冲突会干扰 ’()#**$ 对液晶按行场时序进行  
的正常刷新。  
图%! 新型液晶控制器结构框图  
?12@ % K5:>D 014294B :E 7;M NO) >:739:55;9  
定义显示数据更新率为每秒更新显示存储器的次  
数；定义显示数据更新量为每次更新液晶显示存储器的  
数据量。显示数据更新率较低、显示数据更新量较小时，  
访问冲突对液晶刷新干扰较小，对液晶显示质量影响不  
明显；显示数据更新率高、显示数据更新量大时，访问冲  
微处理器的接口部由 " 位双向数据线、#P 位地址  
线、片选线、读写使能信号线和显存切换标志线组成。  
液晶模块的接口驱动部由通用的液晶驱动接口线  
构成：  
万方数据  
?QR<(：场（帧）扫描信号。  
突对液晶刷新干扰很大，液晶显示质量严重下降，出现明  

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