基于TMS320VC5402与FPGA的液晶模块接口电路设计.doc
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湖北民族学院
信息工程学院
DSP课程设计报告书
题目:
基于TMS320VC5402与FPGA的液晶模块接口电路设计
专业：
电气工程及其自动化
班级：
0308408
学号：
030840815
学生姓名：
指导教师：
2011年4月20日
信息工程学院课程设计任务书
学号
030840815
学生姓名
专业（班级）
电气工程及其自动化
设计题目
基于TMS320VC5402与FPGA的液晶模块接口电路设计
设
计
技
术
参
数
VC5402采用双电源供电，
工作电压一般为3V和1.8V，
1.8V主要为内部逻辑提供电压。
外部接口引脚仍然采用3.3V电压。
设
计
要
求
（1）绘制系统框图，采用C5402+FPGA方案；
（2）包括电源设计，复位电路设计，时钟电路设计存储器设计，JTAG接口设计等，用Protel软件绘制原来的图和PCB图；
（3）实现DSP与PC通信，DSP与FPGA通信；
（4）给出程序流程图，编写部分程序；
（5）参考文献，论文格式规范。
工
作
量
要求：
字数在5000——8000范围内；
字数5737字
图纸12张
注：
可填写课程设计报告的字数要求或要完成的图纸数量。
工
作
计
划
第八周收集资料；
第九周着手论文；
第十周画图并整理。
参
考
资
料
[1]康华光，陈大钦.电子技术基础—模拟部分（第五版）［M].北京：
高等教育出版社，2005
[2]皮文兵.一种宽输入范围的Gillbert模拟乘法器设计［J].电子设计应用.2007.13
（1）：
88-90
[3]焦春生.新型绿色能效D类音频放大器设计应用[EB/OL].
[4]数字信号处理――原理与实践，清华大学出版社，2006.3第1版
指导教师签字
2011年4月20日
信息工程学院课程设计成绩评定表
学生姓名：
学号：
030840815专业（班级）：
电气工程（0308408）
课程设计题目：
基于TMS320VC5402与FPGA的液晶模块接口电路设计
指导教师评语：
成绩：
指导教师：
年月日
基于TMS320VC5402与FPGA的液晶模块接口电路设计
摘要：
在小规模图形液晶显示模块上使用液晶显示驱动控制器组成液晶显示驱动和控制系统，是当今低成本，低功耗，高集成化设计的最好选择，SED1520是当前最常用的一种液晶显示驱动控制器，这类图形液晶显示模块的规模为32行，本文用到的液晶显示模块CM12232即是内置SED1520的液晶显示模块，该模块的驱动控制系统由两片SED1520组成。
关键词：
高速处理器；串口通信；现场可编程门阵列
12
ABSTRACT:
InsmallgraphicsLCDmoduleforuseonliquidcrystaldisplaydrivecontrollertocomposeLCDdriveandcontrolsystem,isthelowcost,lowpowerconsumption,highintegrationdesign,thebestchoiceSED1520isnowthemostcommonlyusedonekindofliquidcrystaldisplaydrivecontroller,thiskindofgraphicsLCDmodulescalefor32line,thispaperusedLCDmoduleCM12232namelyisbuilt-inSED1520liquidcrystaldisplay（LCD）module,thismoduledrivercontrolsystemcomposedoftwoSED1520.
Keywords:
highspeedprocessors;Serialinterfacecommunication;Fieldprogrammablegatesarray
目录
1任务提出与方案论证 2
1.1TAM320VC5402简介 2
1.2FPGA简介 3
2总体设计 4
2.1FPGA的设计方法 4
2.2VHDL硬件描述语言 4
3详细设计 6
3.1硬件设计 7
3.2软件设计 9
4总结 11
参考文献 12
1任务提出与方案论证
（1）基本内容：
应用VHDL语言对FPGA进行开发，下载打牌ALTERA公司的Cyclone系列的EP1C3芯片上调试通过，使其能驱动和控制LCD12864，可显示4行8列中文字符或4行16列的英文字符。
（2）技术方案：
1.以ALTERA中Cyclone系列的EP1C3芯片作为硬件平台
2.QUARTUS作为开发软件
3.VHDL作为开发语言。
本方案采用的FPGA为Alter公司的EP1C3芯片，它可提供系统的时钟及读写控制，驱动电路通过串口和上位机进行通讯，数据通过串口传输到FPGA的片上ROM中，传输结束后FPGA上的液晶显示驱动电路开始工作，控制信号发生器产生控制信号及地址，并将由片上ROM读出的像素点的值送LCD显示器显示。
1.1TMS320VC5402简介
TMS320VC5402（以下简称5402）是美国TI公司的性价比极高的16bit定点DSP芯片，操作速度可以达到100MIPS，其内部资源配置为用户构造系统提供了很大的便利。
其主要特点如下：
（a）多总线结构，片内3套16bit数据总线CB、DB、EB和1套程序总线PB以及对应的4套地址总线CBA、DBA、EBA、PBA（4套总线可以同时操作）。
（b）40bitALU（算术逻辑单元），包含40个bit桶形移位器和2个40bit累加器；一个17×17bit乘法器和一个40bit专用加法器；2个地址产生器，8个辅助寄存器，一个比较/选择/存储（CSSU）单元。
（c）片内4K×16bitROM,16K×16bitDARAN。
（d）程序空间扩展到1MB，数据和I/O空间各64KB，20条地址线，16条数据线。
（e）6级流水线完成一条指令：
预读取、取指、译码、访问、读数、执行。
（f）片上JTAG仿真接口。
1.2FPGA简介
FPGA是英文Field-ProgrammableGateArray的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
FPGA采用了逻辑单元阵列LCA（LogicCellArray）这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块CLB、输出输入模块IOB和内部连线三个部分。
FPGA的基本特点主要有：
1）采用FPGA设计ASIC电路，用户不需要投片生产，就猛得到合用的芯片。
2）FPGA可做其他全制定或半制定ASIC电路的中试样片。
3）FPGA的内部有丰富的触发器和I/O引脚。
4）FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的期间之一。
5）DPFA采用高速CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。
2总体设计
2.1FPGA的设计方法
FPGA的常用设计方法包括“自顶而下”和“自下而上”。
目前大规模FPGA设计一般选择“自定而下”的设计方法。
所谓“自定而下”设计方法，简单的说，就是采用可以完全独立于芯片厂商及其产品结构的描述语言，在功能级对设计产品进行定义，并结合功能仿真技术，以确保设计的正确性，在功能定义完成后，利用逻辑综合技术，把功能描述转换成某一具体结果芯片的网表文件，输出给厂家的布局布线器进行布局布线。
布局布线结果还可以反标回同一仿真器进行包括功能和时序的后验证，以确保布局布线所带来的门延时和线延时不会影响设计性能，
“自定而下”设计方法的优越性是显而易见的。
首先，由于功能描述可以完全独立于芯片结构，在实际的最初阶段，设计师可不接受芯片结构的约束，集中精力进行产品设计，进而避免了传统设计方法所带来的重新再设计风险，大大的缩短了设计周期。
其次，设计的再利用得到保证。
目前的电子产品正想模块化方向发展。
所谓模块化就是对以往设计成果进行修改、组合和再利用，产生全新的或派生设计。
而“自顶向下”设计方法的功能描述可与芯片结构无关。
因此，可以以一种IP的方式进行存档，以便将来重新利用。
第三，设计规模大大提高。
简单的语言描述即可完成复杂的功能吗，而不需要手工绘图。
第四，芯片选择更加灵活。
设计师可在较短的时间内采用各种结构芯片来完成同一功能描述，从而在设计规模、速度、芯片价格及系统性能要求等方面进行平衡，选择最佳结果。
目前最为常用的功能描述方法是采用均已成为国际标准的两种硬件描述语言VHDL和VerilogHDL。
2.2VHDL硬件描述语言
VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。
出了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算及高级语言。
VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体分成外部和内部，既涉及实体的内部功能和算法完成部分。
在对一个设计实体定义了外部洁面后，一旦其内部开发完成后，其他设计就可以直接调用这个实体。
这种将设计实体分成内外不分的概念是VHDL系统的基本点。
应用VHDL进行工程设计的优点是多方面的。
1.与其他的硬件描述语言相比，VHDL具有更强的行为描述能力，从而决定了他成为系统设计域最佳的硬件描述语言。
强大的行为描述能力是避开具体器件结构，从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的重要保证。
2.VHDL丰富的仿真语句和库函数，使得在任何大系统的设计早期就能查验设计系统的功能可行性，随时可对设计进行仿真模拟。
3.CHDL语言的行为描述能力和程序结构决定了他具有支持大规模设计的分解和已有的合计的在利用功能。
符合市场需求的大规模系统高效，高速
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