一般帶顯示控制器的MCU價格比較高，且驅動較大顯示解析度的液晶屏需要的視訊記憶體較大，所以很多人採用CPLD（FPGA）+SDRAM用來取代顯示控制器，從而MCU的選擇範圍可以更大。本文介紹了此種設計的部分內容。

圖1 硬體設計框圖

首先最重要的介面是LCD介面，需要嚴格按照LCD操作時序輸出行場掃描，資料使能訊號。

圖2 液晶顯示屏資料和使能時序圖

圖3 液晶顯示屏行場掃描時序圖

接下來是要設計SDRAM控制器，用於儲存需要顯示的畫面。SDRAM控制器網路上很多文章專門介紹如何設計。一般設計包括兩部分，分別是SDRAM的初始化和SDRAM正常操作部分兩個狀態機。

SDRAM初始化操作包括不小於6次的自重新整理，然後載入配置暫存器。SDRAM正常操作包括對讀寫請求的執行，以及定期的自重新整理操作。一般設計的時候需要下載SDRAM模擬模型，用於驗證操作時序是否符合要求。

圖4 模擬SDRAM初始化操作列印結果

另外還要設計與MCU的介面，MCU介面大部分採用英特爾8080模式和摩托羅拉6800模式，其中8080模式採用資料匯流排（DB）、資料/指令選擇（D/I）、片選（CS）、讀使能（WR）、寫使能（RD）；6800模式採用用資料匯流排（DB）、資料/指令選擇（D/I）、片選（CS）、讀寫選擇（RD/WR）。

根據以上分析，得出視訊記憶體控制晶片內部程式設計結構框圖如圖5所示。

圖5 顯示控制器內部設計框圖

本人已經實現了採用CPLD和FPGA兩種方案的顯示控制器程式設計，驅動屏解析度可調，有意向需要購買原始碼或者IP網表的，可以與本人聯絡，請發郵件至[email protected]

圖6 採用STM32+CPLD+SDRAM的實際板卡

採用此設計方案的最終效能：

1、MCU介面寫速率：要求兩次寫畫素之間間隔不小於300ns，最大支援寫速率6.66MByte/s；

2、支援多屏頁儲存顯示，可以在寫一屏顯示內容時，顯示其它頁顯示儲存內容；

3、支援定點寫入畫素，可在指定任意畫素寫入顯示值；

4、支援螢幕x方向遞增和y方向自動遞增，在設定一次x、y座標後，後面僅寫入畫素資料即可。

5、當前TFT顯示解析度為480*272，可根據要求支援更大解析度，CPLD方案支援液晶解析度最大不超過800*480。

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