四级灰度液晶显示驱动控制芯片的设计与研究
【摘要】：液晶显示器以其轻薄短小、低耗电量、无辐射危险,平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势,在图像显示领域获得了越来越广泛的应用,这就势必引发与之配套的驱动控制芯片的广泛研究和开发。
本文设计了一种新型的应用于128×129 像素的STN LCD 驱动控制芯片,它支持多种主流MPU 接口,内嵌时序控制电路、电源电路以及32K 的SRAM,采用帧速率控制和脉宽调制方法实现4 级灰度,为图像点阵液晶显示应用提供了完美的解决方案。根据自顶向下的设计思想,将芯片进行层次化功能划分,同时参考已有的同类驱动芯片的设计经验,结合原理图输入方法对部分模块进行设计,最后根据系统设计的框架对各模块进行协调设计,并进行芯片的整体功能验证,从而完成芯片的前端设计。
本文研究的重点在于STN LCD 驱动控制芯片的总体设计方案,并就其中的接口电路、时序控制电路、FRC/PWM 调制电路、驱动电路、电源电路以及SRAM 模块和振荡器等电路的设计作了详细的描述。在设计的过程中,采用Verilog 硬件描述语言和Modelsim 仿真工具对电路中数字部分的逻辑功能与时序关系进行了仿真验证; 基于chartered 的0.35um CMOS 高压工艺,采用Spice 仿真软件Spectre 对电路中模拟部分的功能进行了仿真验证。同时,在设计的各个层次,结合使用了功耗管理、门控时钟、总线隔离等多种流行的低功耗设计技术,十分有效的降低了芯片正常工作模式的功耗。在完成芯片的数模混合仿真、版图设计和后仿真以后,便可以进行试流片。
【关键词】：液晶显示 帧速率控制 脉宽调制 行扫描 帧同步 功耗管理 【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TN873.93
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.043473
【目录】：
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-8
- 1 绪论8-17
- 1.1 课题研究的背景及意义8-10
- 1.2 LCD 的显示和驱动原理10-16
- 1.3 论文主要内容16-17
- 2 STN LCD 驱动控制芯片的系统设计17-25
- 2.1 设计要求17-19
- 2.2 系统结构设计19-20
- 2.3 引脚说明20-23
- 2.4 设计流程23-25
- 3 控制电路的设计25-57
- 3.1 MPU 接口电路的设计25-30
- 3.2 指令译码电路的设计30-34
- 3.3 显示缓冲区SRAM 模块的设计34-39
- 3.4 显示时序控制电路39-44
- 3.5 FRC/PWM 调制电路44-47
- 3.6 振荡器的设计47-53
- 3.7 低功耗设计考虑53-57
- 4 驱动电路的设计57-76
- 4.1 电压转换电路58-63
- 4.2 电压调节电路63-70
- 4.3 电压跟随电路70-73
- 4.4 行/列驱动电路73-76
- 5 总结76-79
- 致谢79-80
- 参考文献80-83
- 附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文83
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