在工業(yè)儀器儀表中，單色液晶屏逐漸被彩色屏取代是必然趨勢(shì)。單色從字面上的意思理解，就是一種顏色的意思。從液晶行業(yè)來(lái)理解，就是黑白顯示，沒(méi)有彩色。液晶顯示類型還分為點(diǎn)陣和段碼，單色液晶屏多指段碼液晶屏，彩色液晶一般指TFT，由于數(shù)字彩色屏的解析度高，玻璃上的線路會(huì)更密，工藝和背光成本比模擬屏?xí)?。因此在?duì)顏色要求不高的工業(yè)儀器儀表領(lǐng)域，低成本的模擬屏已成。

　　1 顯示存儲(chǔ)器安排

　　SRAM不需要刷新電路即能保存它內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。而DRAM（Dynamic Random Access Memory）每隔一段時(shí)間，要刷新充電，否則內(nèi)部的數(shù)據(jù)即會(huì)消失，因此SRAM具有較高的性能，但是SRAM也有它的缺點(diǎn)，即它的集成度較低，相同容量的DRAM內(nèi)存可以設(shè)計(jì)為較小的體積，但是SRAM卻需要很大的體積，且功耗較大。所以在主板上SRAM存儲(chǔ)器要占用一部分面積。

　　液晶控驅(qū)動(dòng)時(shí)序控制器是在系統(tǒng)時(shí)鐘、行同步時(shí)鐘和幀同步時(shí)鐘的控制下循環(huán)地把顯示存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)送到液晶屏上，為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，液晶屏像素的每種顏色均采用1 b量化，可實(shí)現(xiàn)8種基本顏色，為方便結(jié)構(gòu)安排，液晶屏左上角點(diǎn)坐標(biāo)為（0，0），右下角坐標(biāo)為（233，319）。選用64 KB的SRAM作為顯示存儲(chǔ)器，每個(gè)存儲(chǔ)單元表示液晶屏上8個(gè)相鄰像素的一種顏色分量，其中紅色存儲(chǔ)在尾地址為00的單元中，綠色是01，藍(lán)色是10。雖浪費(fèi)尾地址為11的單元，16位地址線的高8位為行地址，中間6位為列地址，低兩位為顏色地址。

　　2 液晶驅(qū)動(dòng)時(shí)序設(shè)計(jì)

　　AT056TN04驅(qū)動(dòng)信號(hào)中重要的接口信號(hào)分別是：幀開始脈沖STV、掃描驅(qū)動(dòng)移位時(shí)鐘CKV、掃描驅(qū)動(dòng)輸出使能控制OEV、公共電極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)輸出使能控制OEH、行掃描開始脈沖STH、數(shù)據(jù)采樣和移位時(shí)鐘CPH。AT056TN04顯示流程如下：首先是幀開始信號(hào)STV啟動(dòng)一幀數(shù)據(jù)的顯示，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間OEV由低到高維持tOEV后再由高到低，同時(shí)VCOM發(fā)生跳變，OEH由高到低維持tOEH后再由低到高跳變，經(jīng)過(guò)tDIS1后STH由低到高跳變，維持tSTH后再由高到低跳變，在此期間CKV由低到高維持tCKV后，由高到低。一行顯示完成后，再換下一行顯示，一幀數(shù)據(jù)顯示完后，再不斷循環(huán)此過(guò)程，其時(shí)序細(xì)節(jié)如圖1所示。

　　圖中所有時(shí)間間隔均為CPH的整數(shù)倍，因此用計(jì)數(shù)器tcph對(duì)CPH計(jì)數(shù)，判斷tcph的值便可產(chǎn)生其他控制信號(hào)，同時(shí)保證各路信號(hào)同步。CPH是整個(gè)時(shí)序中的單元，其周期為154 ns，誤差不能超過(guò)4 ns。采用13 MHz的有源晶振，時(shí)鐘周期為76.9 ns，對(duì)其進(jìn)行2分頻，得到153.8 ns的CPH時(shí)鐘。AT056TN04每幀數(shù)據(jù)包含256～268行，真正的顯示行數(shù)是234行，外部控制器可以在這些不顯示數(shù)據(jù)的行里對(duì)顯示存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫操作。STV就是每隔260行會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖，用一個(gè)行計(jì)數(shù)器th，當(dāng)tcpvh為260后th加1，以產(chǎn)生STV，STV出現(xiàn)后要延時(shí)tSV（3行）。每行時(shí)間設(shè)計(jì)為800個(gè)CPH，tcpvh的計(jì)數(shù)狀態(tài)如圖2所示。

　　3 液晶屏刷新模塊設(shè)計(jì)

　　AT056TN04配置為從左到右從上到下的掃描方式，每次讀入存儲(chǔ)8個(gè)點(diǎn)的三色信息（3 B），每個(gè)CPH時(shí)鐘下RGB三字節(jié)數(shù)據(jù)同時(shí)向左移動(dòng)一位，在PFGA的RGB輸出腳接4.7 kΩ的上拉電阻到5 V電源，產(chǎn)生VR，VG，VB信號(hào)驅(qū)動(dòng)液晶屏。在RAM讀寫控制模塊和時(shí)序模塊的作用下控制器將顯示RAM中的圖像數(shù)據(jù)循環(huán)的送到液晶屏上顯示。使用計(jì)數(shù)器th和tcph就可以方便產(chǎn)生地址，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)RAM的讀寫操作。

　　在QuartusⅡ中的仿真結(jié)果如圖3，圖4所示，其中圖3是換行時(shí)的各信號(hào)的波形，圖4是換幀時(shí)各信號(hào)的波形。

　　4結(jié)  語(yǔ)

　　在合理的存儲(chǔ)器安排和行列計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，巧妙地完成液晶時(shí)序控制和顯示存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的讀寫，實(shí)現(xiàn)對(duì)AT056TN04的8種基本顏色的顯示控制。由于采用FPGA設(shè)計(jì)，稍加修改便能以軟核的形式應(yīng)用于其他液晶模塊，克服了單色液晶模塊色彩單調(diào)，而顏色豐富的數(shù)字彩色屏價(jià)格貴的缺點(diǎn)。