一种液晶图形显示控制器及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种液晶图形显示控制器及控制方法，控制器包括ＦＰＧＡ模块、显存模块、字符资源存储模块、外部设备控制总线插座和ＴＦＴ－ＬＣＤ插座，其特征在于：所述的ＦＰＧＡ模块包括有外部总线扩展接口与外部设备控制总线插座双向通讯数据连接，以实现与外部控制设备的交互；ＦＰＧＡ模块的显示输出控制信号连接ＴＦＴ－ＬＣＤ插座实现对ＴＦＴ－ＬＣＤ的显示控制；ＦＰＧＡ模块的显示数据信号与显存模块双向连接，实现对显示内容的读写操作；ＦＰＧＡ模块的字符数据信号与字符资源存储模块双向连接，实现对字符资源存储模块读取控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
TFT-LCD液晶显示器由于其超薄尺寸、高亮度和高清晰度等特点被广泛地 应用于工业设备之中，来实现图形界面显示及人机交互功能。现有的TFT-LCD 显示控制解决方案主要有1)使用专用的LCD控制器芯片。如日本夏普公司 (SHARP)的LR38820、和日本爱普生公司(EPSON)的S1D13774等。这些芯 片可以支持多种型号TFT-LCD显示功能，而且还提供了丰富的微控制器接口 。 但这些芯片主要用于16位以上CPU,设置和编程都较复杂。尤其在图形功能上 如实现图形的叠加和不同图形切换时较为欠缺。同时还受到硬件封装、体积和 成本的约束。2)使用带液晶显示控制器的SOC芯片，如韩国三星公司(SUMSANG) 的S3C2410ARM芯片，这一类芯片虽然集成度较高功能丰富，但支持的液晶屏 的接口类型较少，并且造成对芯片内其它资源的大量浪费，加大了系统成本。 3)利用PC机提供的TFT-LCD显示功能。虽然PC机能支持大量类型TFT-LCD 输出，但PC机成本过高，体积过大，只能应用于少数场合之中，不能作为嵌 入式设备使用。并且上述TFT-LCD显示控制解决方案，在显示图形时，每个点的显示都需 要通过CPU操作来实现，因此图形显示的速度严重受限于CPU的运行速度和率，另外实现图形叠加和屏幕保护时,需要使用大量的系统内存做缓存来完成,对于大多数的单片机和DSP都不具备的这样的条件。FPGA (Field Programmable Gate Array现场可编程门阵列)技术的发展 为电子系统设计提供了一种集成化、可配置的解决方案，也为实现低成本、高 可靠性和强扩展功能的TFT-LCD液晶控制模块提供了可能。因此通过FPGA来 设计和实现一种可配置、高集成化和可扩展的TFT-LCD控制器具有较大的经济 价值和市场前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高可靠性的TFT-LCD液晶图形显示控制器及控 制方法，其具有较低的硬件成本,较小的硬件体积和较强的扩展能力等特点。为到达上述目的，本专利技术是采取如下技术方案予以实现的一种液晶图形显示控制器，'包括FPGA模块、显存模块、字符资源存储模 块、外部设备控制总线插座和TFT-LCD插座，其特征在于所述的FPGA模块包 括有外部总线扩展接口与外部设备控制总线插座双向通讯数据连接，以实现与 外部控制设备的交互；FPGA模块的显示输出控制信号连接TFT-LCD插座实现 对TFT-LCD的显示控制；FPGA模块的显示数据信号与显存模块双向连接，实 现对显示内容的读写操作；FPGA模块的字符数据信号与字符资源存储模块双 向连接，实现对字符资源存储模块读取控制。上述方案中，所述的FPGA模块包括一个外部总线扩展接口与外部设备实 现通讯，该外部总线扩展接口与一个功能寄存器双向信号连接；所述功能寄存 器的输出分别与字符自动传i r控制模块、图形引擎模块、TFT-LCD时序控制器 连接；其中，TFT-LCD时序控制器的输入分别连接一个颜色查找表、 一个前背景选择器，TFT-LCD时序控制器的输出与TFT-LCD连接；所述字符自动传输控 制模块与一个连接字符资源存储模块的接口时序控制器双向信号连接;所述字符自动传输控制模块、图形引擎模块的输出连接一个与显存模块相连的显存时 序控制器，该显存时序控制器的输出与前背景选择器信号连接。所述的硬件字符资源存储模块的存储结构由三部分构成，第一部分为字符 资源的索引结构区，第二部分为实际的字符资源区，第三部分为字模点阵区。一种用上述显示控制器实现液晶图形显示控制的方法，包括下述步骤a、 首先对FPGA模块进行设置，配置指定的控制模式；b、 然后进入工作模式，在工作模式下等待用户的图形操作，若为读操作 则要求设置读起始寄存器、终止寄存器，然后依次从颜色输出寄存器读出显示 内容，若为写操作则执行下一步；c、 设置功能寄存器中的前背景选择寄存器，选择写入到显存模块的前景 区或背景区,选择写前景区域时，将显示内容将保存到显存模块的低字节部分， 选择写背景区域时，是将显示内容将保存到显存模块的高字节部分，并且背景 内容的最高位为显示选择位；d、 判断写操作是否为字符方式或图形方式，字符方式下，由FPGA模块中 自动传输控制模块来完成字符资源自动传输控制；图形方式下，执行图形操作 过程。e、 输出显存模块的前背景内容，并根据步骤c选择位输出图像，当选择 位为l值输出背景图像；当选择位为0时则输出前景图像。上述方法中，所述字符资源自动传输控制包括下述步骤 (1)根据字符资源编号设置资源索引编号寄存器，然后读取索引结构， 根据索引结构体内容得到字符串的实际存储偏移地址和长度；(2) 将读到的资源的实际存储偏移地址和长度来设置字符资源自动传输 控制的传输起始寄存器和传输长度寄存器，然后启动字模自动传输功能；(3) 逐个读出的字符信息，按字符信息来进一步读取字模信息，将字模 内容按像素输出到显存中，当每读取一个字符，长度寄存器减l，直到长度寄 存器为0输出结束。所述图形操作包括下述步骤-(1) 进行图形操作时首先设置绘图功能寄存器；(2) 在点操作下，由图形引擎在当前显示位置处进行一次写点操作，通过 重新设置当前地址寄存器，可以在显示的任意区域进行写点操作；(3) 在其它绘图操作下，根据绘图功能寄存器中的绘图类型，并设置起 始地址寄存器和终点地址寄存器，由绘图引擎内部功能来自动实现一种特定图 形输出功能。本专利技术的有益效果是1、 本专利技术通过利用FPGA和显存模块结合的方式实现了多功能的TFT-LCD 液晶控制器。可以支持多种TFT-LCD显示分辨率和颜色位数，其中分辨率可为 240X320, 640X480， 800X600等。颜色位数可为8位或16位。2、 本专利技术在FPGA内部实现图形输出功能。设计了专用的基本硬件图形引 擎。通过硬件图形引擎来实现点，水平实、虚线，竖直实、虚线，矩形，填充 矩形，圆弧等绘图的高速操作。3、 本专利技术实现了一种图形的前、背景操作模式。图形操作可以分别在前、 背景进行操作,通过一个图形控制位来控制前景或背景输出。方便地实现屏幕图形的切换和擦除功能。4、 本专利技术通过使用FPGA内部实现的字符自动传输控制模块和NANDFLASH内部特定的存储结构相结合的方式来实现硬件字符输出功能。并可支持多国语 言显不。5、本专利技术支持常用多种外部总线接口，如单片机外部扩展总线、DSP外部 总线、串并口、 ISA总线和PC104总线。单片机、DSP和PC104等外部设备可 以通过这些总线接口 ，操作本控制器来实现LCD输出控制功能。通过本控制器提供的多种总线接口 ，可将本控制器嵌入到一般的工业设备 之中，作为显示终端控制器来使用。附图说明图1是本专利技术显示控制器的整体结构示意图。 图2是图1中的FPGA功能结构框图。 图3是采用本专利技术显示控制器的控制方法流程图。 图4是图1中字符资源存储模块的存储结构示意图。 图5是图3中的字符资源自动传输控制的流程图。 图6是前、背景显示输出方法示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的作进一步详细说明。本专利技术的硬件结构如图l所示，主要包括FPGA模块、显存模块、字符资 源存储模块、外部设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶图形显示控制器，包括ＦＰＧＡ模块、显存模块、字符资源存储模块、外部设备控制总线插座和ＴＦＴ－ＬＣＤ插座，其特征在于：所述的ＦＰＧＡ模块包括有外部总线扩展接口与外部设备控制总线插座双向通讯数据连接，以实现与外部控制设备的交互；ＦＰＧＡ模块的显示输出控制信号连接ＴＦＴ－ＬＣＤ插座实现对ＴＦＴ－ＬＣＤ的显示控制；ＦＰＧＡ模块的显示数据信号与显存模块双向连接，实现对显示内容的读写操作；ＦＰＧＡ模块的字符数据信号与字符资源存储模块双向连接，实现对字符资源存储模块读取控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梅雪松，刘栋，陶涛，许睦旬，姜歌东，孙挪刚，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[]