基于基于FPGA的的OLED微显示器的微显示器的IIC控制模块设计控制模块设计
OLED微显示器作为一种新兴的微显示器,具有众多优点。鉴于OLED微显示大多采用IIC接口,利用Verilog语
言,采用模块化设计思想,设计了基于FPGA EP2C8Q208C8的OLED微显示器的IIC接口的IIC控制模块,该控
制模块包括写数据存储模块、读数据存储模块、数据读写模块,从而准确而有效地实现了对OLED微显示内部寄
存器的读写操作。
微显示器[1]是一种特殊形态的显示器,它自身物理尺寸很小,但却可以通过光学系统产生大屏幕显示效果,主要应用于投影
机和近眼显示系统。近年来,随着有机发光技术的兴起,基于OLED(有机发光二极管)的微显示器也开始逐渐发展。OLED
微显示器具有主动发光、固态显示、超轻超薄、色彩丰富、驱动电压低、响应速度快、温度适应范围广、功耗低等优点。目
前,大多OLED微显示器都采用IIC接口[2],通过IIC接口控制OLED微显示器内部寄存器,从而实现对显示模式、显示方向、
显示位置、亮度、对比度、色度、伽玛矫正等控制功能。
IIC是Philips公司开发的一种用于芯片间通信的串行传输总线,它由串行时钟线SCL和串行数据线SDA完成全双工数据传送。IIC
最主要的优点是其具备简单性和有效性。其次,由于接口直接在组件上,IIC占用的空间非常小,同时其连线也少。
本文通过利用Verilog语言,采用模块化设计思想[3],设计了基于FPGA的OLED微显示器的IIC接口的IIC控制模块,该控制模
块包括写数据存储模块、读数据存储模块、数据读写模块,从而准确而有效地完成对OLED微显示内部寄存器的读写操作。
1 IIC接口的控制方案接口的控制方案
1.1 OLED微显示器
本设计采用的OLED微显示器是由云南北方奥雷德光电科技股份有限公司生产的SVGA050SC低功耗主动式OLED微显示器,
内部共有256个寄存器,通过IIC接口,可对其进行读写操作,从而可实现对OLED微显示器显示模式、显示方向、显示位置、
亮度、对比度、色度、伽玛矫正等的控制和调整。主要寄存器如表1所示。
1.2 OLED微显示器微显示器IIC接口的基本原理接口的基本原理
IIC能以双向数据线(SDA)和时钟线(SCL)实现完善的全双工同步数据传送[4]。工作时,SDA和SCL必须通过外部控制器
经电阻上拉至1.8 V/3.3 V电源。OLED显示器只能作为从机使用,所有读/写操作必须由主机来实现。
1.3 控制方案概述控制方案概述
通过对OLED微显示器及IIC接口的分析,基于FPGA设计了OLED微显示器IIC接口的IIC控制模块,如图1所示。该控制模块包
括写数据存储模块、读数据存储模块和数据读写模块。写数据存储模块用于存储从机地址、寄存器地址以及寄存器写入数据,
读数据存储模块用于存储从机地址、寄存器地址以及寄存器读入数据,数据读写模块用于读写相应的数据。
FPGA采用Altera公司Cyclone II系列中的 EP2C8-Q208C8。EP2C8Q208C8拥有8 256个逻辑单元、1.1 Mbit内部RAM、150
个18×18乘法器、4个PLL环和85个I/O接口,最高数据率可以达到260 Mb/s,完全满足本系统要求的60 MHz系统时钟需求。
与其他FPGA产品不同,Cyclone II FPGA性能提高了60%,同时功耗降为原来的一半,非常经济实用[5]。
2 IIC控制模块设计控制模块设计
2.1 写数据存储模块
写数据存储模块由reg型数据存储8 bit数据,包括从机地址加写标志位,由memory型数据构成寄存器存储器和写入数据存储
器,每一个存储单元大小为8 bit,用于存储寄存器地址和寄存器写入数据,存储单元的数量可以根据需要自行定义。
自定义的存储单元的数量决定了寄存器存储器和写入数据存储器的大小。写数据存储模块内部有一个与数据读写模块通信的计
数变量,通过改变计数变量,可将寄存器存储器中新的地址和写入数据存储器中新的数据传输给读写数据模块。图2为写数据
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