tft_lcd彩条显示实验
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tft_lcd彩条显示实验 [2019/12/04 16:10] zgf 创建 |
tft_lcd彩条显示实验 [2022/03/18 15:48] (当前版本) sean |
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| - | ***电话：0379-69926675** | + | | V1.0 | 2019-12-25 | gingko | 初次建立 | |
| - | ***更新日期：12/4/2019** | + | |
| - | ***版本号：v1.0** | + | |
| ==== 实验三十：TFT_LCD彩条显示 ==== | ==== 实验三十：TFT_LCD彩条显示 ==== | ||
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| -学习TFT_LCD驱动器设计方法 | -学习TFT_LCD驱动器设计方法 | ||
| === 二、实验设备及平台 === | === 二、实验设备及平台 === | ||
| - | -iCore3 双核心板（ FPGA型号为EP4CE10F17）。 | + | -iCore3 双核心板（ FPGA型号为EP4CE10F17）。[[https://item.taobao.com/item.htm?id=524229438677|点击购买]] |
| - | -转接板和40P的FPC连接线 | + | -转接板和40P的FPC连接线。 |
| - | -iCore3（7寸TFT_LCD）液晶显示模块 | + | -iCore3（7寸TFT_LCD）液晶显示模块。[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c.w4002-251734908.20.1a34750bPZ3UBu&id=560722486083|点击购买]] |
| - | -Blaster（或相同功能的）仿真器和USB线缆 | + | -Blaster（或相同功能的）仿真器和USB线缆。[[https://item.taobao.com/item.htm?id=554869837940|点击购买]] |
| - | -Micro USB线缆 | + | -Micro USB线缆。 |
| -QuartusII开发软件（本实验中使用的是13.1版本） | -QuartusII开发软件（本实验中使用的是13.1版本） | ||
| - | {{ :icore3:图30-1_硬件连接实物图.jpg?800 |图30-1 硬件连接实物图}} | + | {{ :icore3:图30-1_硬件连接实物图_2_.png?direct |图30-1 硬件连接实物图}} |
| **注意事项1：** 核心板在上，转接板在下，注意FPC转接板下边缘和核心板下边缘要对齐,确保引脚连接正确（如图30-1中**①**所示）。\\ | **注意事项1：** 核心板在上，转接板在下，注意FPC转接板下边缘和核心板下边缘要对齐,确保引脚连接正确（如图30-1中**①**所示）。\\ | ||
| 行 25: | 行 23: | ||
| **注意事项3：** 下载程序前请确认FPC连接线无误，且iCore3核心板引脚与PIN.tcl文件中绑定引脚相互对应。\\ | **注意事项3：** 下载程序前请确认FPC连接线无误，且iCore3核心板引脚与PIN.tcl文件中绑定引脚相互对应。\\ | ||
| === 三、实验原理 === | === 三、实验原理 === | ||
| - | == 液晶屏模块简介 == | + | == 1、液晶屏模块简介 == |
| 此次实验采用的是分辨率800 * 480的7寸液晶屏。从图30-1中可以看到，右边即是此次实验所用的TFT_LCD液晶屏模块。绿色电路板为TFT_LCD显示屏的硬件驱动电路（显示屏在电路板的背面），包括背光LED驱动电路、液晶驱动电压电路和AD转换电路。本次实验我们是为了实现FPGA控制TFT_LCD屏的显示，因此，主要讲解如何通过Verilog编程实现TFT_LCD的显示驱动。 | 此次实验采用的是分辨率800 * 480的7寸液晶屏。从图30-1中可以看到，右边即是此次实验所用的TFT_LCD液晶屏模块。绿色电路板为TFT_LCD显示屏的硬件驱动电路（显示屏在电路板的背面），包括背光LED驱动电路、液晶驱动电压电路和AD转换电路。本次实验我们是为了实现FPGA控制TFT_LCD屏的显示，因此，主要讲解如何通过Verilog编程实现TFT_LCD的显示驱动。 | ||
| 液晶屏的现实控制包括背光LED点亮和色彩显示的控制。TFT_LCD液晶屏的背光LED亮度是可以通过PWM信号来调节的，调整PWM信号的占空比，可以控制屏幕亮度的高低。亦可直接将PWM信号赋值1或0，实现屏幕点亮熄灭之间的转换。背光LED只能调节屏幕的亮度，而色彩则需要通过对像素点RGB值的刷新实现。 | 液晶屏的现实控制包括背光LED点亮和色彩显示的控制。TFT_LCD液晶屏的背光LED亮度是可以通过PWM信号来调节的，调整PWM信号的占空比，可以控制屏幕亮度的高低。亦可直接将PWM信号赋值1或0，实现屏幕点亮熄灭之间的转换。背光LED只能调节屏幕的亮度，而色彩则需要通过对像素点RGB值的刷新实现。 | ||
| - | == RGB条纹显示控制原理 == | + | == 2、RGB条纹显示控制原理 == |
| TFT_LCD作为液晶屏显示技术的一种，和VGA接口的显示器控制很类似，都是通过行列扫描实现色彩的显示。下图是关于FPC接口引脚的介绍以及引脚信号定义： | TFT_LCD作为液晶屏显示技术的一种，和VGA接口的显示器控制很类似，都是通过行列扫描实现色彩的显示。下图是关于FPC接口引脚的介绍以及引脚信号定义： | ||
| - | {{ :icore3:图30-2_fpc接口引脚信号的定义.png?600 |图30-2 fpc接口引脚信号的定义}} | + | {{ :icore3:图30-2_fpc接口引脚信号的定义.png?direct |图30-2 fpc接口引脚信号的定义}} |
| 从上图可以看出，PWM信号点亮背光LED，RGB信号是565格式的16位颜色数据，还有行场同步信号，数据使能信号以及驱动时钟信号。24 ~27号引脚是触摸屏驱动电路AD转换部分的控制引脚，这次试验目的是实现液晶屏彩条显示，因此先不理会触摸相关的信号。 | 从上图可以看出，PWM信号点亮背光LED，RGB信号是565格式的16位颜色数据，还有行场同步信号，数据使能信号以及驱动时钟信号。24 ~27号引脚是触摸屏驱动电路AD转换部分的控制引脚，这次试验目的是实现液晶屏彩条显示，因此先不理会触摸相关的信号。 | ||
| - | {{ :icore3:图30-3_7寸800x480分辨率tft_lcd屏时序定义.png?600 |图30-3 7寸800x480分辨率tft_lcd屏时序定义}} | + | {{ :icore3:图30-3_7寸800x480分辨率tft_lcd屏时序定义.png?direct&600 |图30-3 7寸800x480分辨率tft_lcd屏时序定义}} |
| 从上图可以看出，TFT_LCD液晶推荐的驱动时钟频率为33.3MHz，我们用的是30MHz。以DCLK单个时钟周期为单位，行扫描需要1056个时钟周期，列扫描则需要525个。可以发现，本次实验采用的7寸TFT_LCD屏幕驱动和VGA驱动的时序控制方式几乎一样，那么VGA驱动部分的代码我们就可以拿来复用了。同样的，TFT_LCD屏在顺序扫描时，通过控制行列像素RGB值的不同，可以实现红绿蓝三色条纹的显示。 | 从上图可以看出，TFT_LCD液晶推荐的驱动时钟频率为33.3MHz，我们用的是30MHz。以DCLK单个时钟周期为单位，行扫描需要1056个时钟周期，列扫描则需要525个。可以发现，本次实验采用的7寸TFT_LCD屏幕驱动和VGA驱动的时序控制方式几乎一样，那么VGA驱动部分的代码我们就可以拿来复用了。同样的，TFT_LCD屏在顺序扫描时，通过控制行列像素RGB值的不同，可以实现红绿蓝三色条纹的显示。 | ||
| 行 38: | 行 36: | ||
| 本实验例程包括四个功能模块，如图30-3所示，其中TFT_Ctrl实现TFT液晶屏的显示驱动；而TFT_Display模块实现LCD屏幕显示内容的控制。 | 本实验例程包括四个功能模块，如图30-3所示，其中TFT_Ctrl实现TFT液晶屏的显示驱动；而TFT_Display模块实现LCD屏幕显示内容的控制。 | ||
| 在Tools->netlist viewers->RTL Viewer 中查看系统RTL视图，可以明确看到上述模块,如下图所示： | 在Tools->netlist viewers->RTL Viewer 中查看系统RTL视图，可以明确看到上述模块,如下图所示： | ||
| - | {{ :icore3:图30-4_系统的rtl视图及各模块之间的信号关联.png?11000 |图30-4 系统的rtl视图及各模块之间的信号关联}} | + | {{ :icore3:图30-4_系统的rtl视图及各模块之间的信号关联.png?direct |图30-4 系统的rtl视图及各模块之间的信号关联}} |
| RST_Ctrl模块为系统提供初始复位信号。PLL模块是ATLPLL IP核的例化，为触摸屏和系统提供30MHz时钟信号。这里主要讲一下TFT_Ctrl模块和TFT_Display模块。 | RST_Ctrl模块为系统提供初始复位信号。PLL模块是ATLPLL IP核的例化，为触摸屏和系统提供30MHz时钟信号。这里主要讲一下TFT_Ctrl模块和TFT_Display模块。 | ||
| 打开实验所带例程，双击TFT_Ctrl.v文件，可以看到如下部分代码： | 打开实验所带例程，双击TFT_Ctrl.v文件，可以看到如下部分代码： | ||
| 行 137: | 行 135: | ||
| 以上这几个信号通过直接赋值的方式控制了液晶屏的显示方式等设定。 | 以上这几个信号通过直接赋值的方式控制了液晶屏的显示方式等设定。 | ||
| === 五、实验结果 === | === 五、实验结果 === | ||
| - | {{ :icore3:图30-5_7寸液晶屏显示效果展示.jpg?600 |图30-5 7寸液晶屏显示效果展示}} | + | {{ :icore3:图30-5_7寸液晶屏显示效果展示_2_.png?direct&500 |图30-5 7寸液晶屏显示效果展示}} |
| TFT_LCD液晶屏的驱动和VGA驱动有诸多相似之处，因此有些地方未作详解。如果理解了VGA驱动设计的控制方法和思想，驱动TFT_LCD屏实现彩色显示也就不难了。 | TFT_LCD液晶屏的驱动和VGA驱动有诸多相似之处，因此有些地方未作详解。如果理解了VGA驱动设计的控制方法和思想，驱动TFT_LCD屏实现彩色显示也就不难了。 | ||
| === 六、拓展实验 === | === 六、拓展实验 === | ||
tft_lcd彩条显示实验.1575447001.txt.gz · 最后更改: 2019/12/04 16:10 由 zgf
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