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1、北方民族大学学士学位论文 基于FPGA的嵌入式系统设计-LCD显示控制器北方民族大学学士学位论文论文题目: 基于FPGA的嵌入式系统设计-LCD显示控制器北方民族大学教务处制毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期：
2、 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到
3、本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日摘 要相比于其它终端显示设备，液晶显示器具有低压、微功耗、显示信息量大、体积小等优点，在移动通信终端、便携计算机、GPS卫星定位系统等领域有广泛用途，成为使用量最大的显示器件
4、。液晶显示控制器作为液晶驱动电路的核心部件通常由集成电路组成，通过为液晶显示系统提供时序信号和显示数据来实现液晶显示。随着大容量可编程逻辑器件的不断涌现，FPGA技术越来越多地应用在大规模集成电路的设计中。FPGA(Field Programmable Gate Array)具有功能强大、集成度高、灵活性好、速度快、高稳定性和易于实现复杂逻辑功能等优点。以FPGA为硬件编程语言来实现的LCD控制器，具有易于集成到片上系统 、方便修改、适应不同液晶显示器的特点。与传统嵌入式系统设计不同，Nios系统的开发分硬件开发和软件开发两个流程，SOPC是可编程技术发展到一定阶段的必然产物。它作为SOC和P
5、LD/FPGA相结合的一项综合技术，集合了两者的优点，适合于两者的应用领域。现代社会，以计算机技术为核心的信息技术迅速发展，以及信息的爆炸式增长，人类获得的视觉信息很大部分是从各种各样的电子显示器件上获得的，对这些显示器件的要求也越来越高。在这些因素的驱动下，显示技术也取得了飞速的发展。使用FPGA/CPLD设计的液晶控制器具有很高的灵活性，可以根据不同的液晶类型、尺寸、使用场合特别是不同的工业产品，做一些特殊的设计，以最小的代价满足系统的要求，而且可以解决通用的液晶显示控制器本身固有的一些缺点。本文利用VHDL硬件描述语言设计了液晶显示控制器，实现了替代专用集成电路驱动控制LCD的作用。关键
6、词：LCD，FPGA，SOPC，NiosABSTRACTCompared to other terminal display device , LCD display has the advantages of low-voltage, micropower, the information volume . It is widely used as the maximum use of the display device in the mobile communication terminal , portable computer , GPS satellite positioning
7、systems .LCD controller for LCD driver circuit of the core components realize the liquid crystal display by provide timing signals and display data For the liquid crystal display system .With high-capacity programmable logic devices continue to emerge , FPGA technology is increasingly used in large
8、scale integrated circuit design .FPGA (Field Programmable Gate Array) is powerful, high integration , good flexibility , speed , high stability and easy to implement complex logic functions and so on .The LCD controller realized with FPGA-hardware programming language is easy to integrated to a SoC
9、system and modify to adapt to different characteristics of liquid crystal displays .It is different with the traditional embedded system design, the Nios system development is divided the hardware development and the software develops two flows, SOPC is the certain outcome of programmable technique
10、developing. As the technology of SOC and PLD/FPGA combined, integrated the advantages of both, adapt to the application domain of both.Modern society, information technology based on computer has a rapid development of information technology and information has an explosive growth. Human visual info
11、rmation is obtained mostly from a variety of electronic display devices, so the requirements of these display devices are also increasing. Driven by these factors, display technology has made a rapid development .The LCD controller which using the FPGA / CPLD design is flexibility. It can do some sp
12、ecial design to meet the system requirements at minimum cost under the different crystal types, sizes , the occasion of different industrial products .It can also solve common LCD controller inherent drawbacks. In this paper, we use the VHDL hardware description language . It can replace the specifi
13、c integrated circuit to control the LCD. KEY WORDS : LCD，FPGA，SOPC，Nios目 录前 言6第一章 绪 论71.1.重点研究对象71.2.EDA技术简介81.3.FPGA简介91.4.VHDL简介101.5. Quartus II软件简介111.5.1. Quartus II简介111.5.2. Quartus II的应用111.5.3.Quartus II的设计流程12第二章 基于Nios的SOPC设计132.1.SOPC系统132.1.1. SOPC概述132.2.Nios嵌入式系统开发概述142.2.1.Nios系统硬件开发
14、流程142.2.2. 基于Nios的嵌入式系统开发流程152.3. Nios软核处理器172.4. Nios微处理器的应用领域18第三章 液晶显示及其控制驱动机理分析193.1.液晶显示机理193.2.液晶显示驱动原理的分析193.3.控制原理的分析22第四章、GW48-PK 系统LCD 液晶屏使用方法264.1. 864A LCM 图形液晶显示模块的电路特性26第五章 总体系统设计及资源315.1.设计要求315.2.整体框图315.3.分频模块设计345.4. 执行指令模块365.5. LCD显示模块375.6.设计模块375.7. 调试中存在的问题38第六章 结语396.1.设计的优点3
15、96.2. 发展与展望39参考文献40致 谢41附录A：英文翻译42附录B：译文49附录C:VHDL源程序54 前 言EDA技术及嵌入式系统已取得了巨大发展。通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算；技术发展方向是总线速度的无限提升，存储容量的无限扩大。 而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力；技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。通过使用可编程逻辑器件，嵌入式系统开发商不但能提高系统的整体性能，而且能够从可编程逻辑器件原本就具备的开发时间短、上市快的特点受益。嵌入式系统已深入应用到军事、生态环境监测、基础设施安全、医疗健康、工厂自动化、智能交通控制、智能居家、安全报警等领域。人们80%的信息都是
