基于FPGA的彩屏控制器設計

將控制字以串行的方式寫入到內部寄存器的Verilog HDL代碼如下所示：

if (dclk)

data_in = {data_in[6:0],1'b0};

第二、三次通信則是ADS7843 將觸摸后的X、Y的電壓值轉換為16 bit數據賦值給DOUT端口，然后芯片采集其高12 bit數據，低4 bit自動補零。本設計將采集到的串行的12 bit數據轉化為并行的12 bit數據，其Verilog HDL代碼如下：

if (!dclk)

begin

if(rd_cd_strob)

begin

if(y_cde_config)

y_cde={y_cde[10:0],adc_out};

else

x_cde={x_cde[10:0],adc_out};

end

end

2 實驗結果

2.1 仿真驗證

整個控制器是在Quartus II 8.0中設計并仿真的。仿真分為兩個部分,包括TFT-LCD控制器的時序波形和ADS7843芯片控制器的時序波形。仿真結果分別如圖4、圖5所示。

由圖4可以得出，在一幀的數據(oVD的一個時鐘周期內的數據)中，前1/3幀顯示紅色(oLCD_R對應255)，中間1/3幀顯示綠色(oLCD_G對應255)，后1/3幀顯示藍色(oLCD_B對應255);則相應的屏幕上1～90行顯示為紅色、91～180行為綠色,180～272行為藍色,如圖6所示。

下面分析X坐標值。由圖5可以看到，當產生觸摸時筆中斷信號PENIRQ變為低電平，此時片選信號CS變為低電平，其低電平維持時間為24個DCLK時鐘周期，在前8個時鐘周期DIN端口寫入控制字為10010010，在第10個時鐘DOUT端口開始接收轉化的12 bit數據,其值為011110001000。同理可分析Y坐標值。在DOUT端口接收X、Y坐標值之后，通過串并轉換最終得到并行輸出的X、Y的坐標值，如圖5中的oX和oY端口所示。

2.2 最終顯示效果

FPGA采用Altera公司的EP2C70F896C6;彩色液晶觸摸屏采用臺灣東華公司的WXCAT43-TG3#001R。最終的顯示效果如圖6所示。

使用Verilog HDL編寫觸摸界面過于復雜，通過軟件設計觸摸屏操作界面則需要編寫彩色觸摸屏的IP核，本設計基于FPGA的彩色觸摸屏控制器能夠實現顏色深度為24 bit,分辨率為480×272的TFT-LCD控制和ADS7843芯片的時序控制，為后續IP核的編寫工作打下了基礎。