[发明专利]一种液晶图形显示控制器及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶图形显示控制器及控制方法。

背景技术

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的运行速度和效率，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。

发明内容

本发明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，本发明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输控制模块、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。