华中科技大学
硕士学位论文
扑棱棱STN-LCD多线寻址驱动研究与实现门组词
姓名：***
申请学位级别：硕士
专业：软件工程
指导教师：***
20070527
摘要
超扭曲向列（STN）液晶是一种常见的被动型显示器件，在移动通讯设备和仪表显示系统中被大量使用。这种液晶材料的显示效果是由像素点上的均方根（root- mean-square）电压决定的。为了支持高分辨率的显示屏，采用传统单线寻址驱动方式必须提高驱动输出电压，或是增加扫描频率才能保证液晶屏
的显示亮度。本文所讨论的多线寻址（Multi-Line Addressing）驱动方案，可以同时驱动多条行扫描电极。在一帧图像扫描周期内施加多次选通脉冲，从而增加像素点上的均方根电压，获得更好的显示特性。
本文在分析LCD动态驱动芯片体系结构的基础上，详细讨论了一种多线寻址驱动算法。为了避免串扰，多线寻址的行扫描电压分布必须基于一种正交矩阵的形式，而列电极的驱动电压是由显示数据和正交矩阵乘法运算的结果。本文优化了一种基于哈德曼矩阵的实现方案，通过用0元素替换矩阵中的特定位，可以简化算法输出状态。在4线寻址方式下，将列电极驱动电平级数从5级减少到4级，降低了电路复杂程度。基于状态机的设计对该算法进行了硬件实现，并根据动态图像的显示要求对4线寻址驱动进行验证。在每秒20帧图像的刷新率下，采用多线寻址方案的整体功耗较单线寻址驱动方式要增加0.3%，像素驱动电压分布更适合电光响应快的液晶材料。
采取自顶向下的设计方法，实现了基于4线寻址技术的STN-LCD控制驱动芯片。对RAM的寻址电路进行优化，可以针对不同的显示模式，动态的控制显示数据填充到RAM的位置，提高了数据传输效率。基于I2C串行总线设计接口电路，使芯片易于通过级联方式进行扩展。
本文基于CSMC 0.5um的工艺，使用Verilog HDL实现了内置RAM的LCD驱动芯片数字部分前端设计，使用ModelSim进行了逻辑仿真。采用全定制设计方法实现模拟电路部分，用Nanosim进行晶体管级整体仿真，结果显示该LCD驱动器的设计满足预期的功能要求。
关键词：超扭曲向列，均方根电压，多线寻址，哈德曼矩阵
Abstract
Passive matrix supertwisted nematic (STN) LC displays are commonly ud for medium information content displays such as in mobile phones becau good image quality and low power consumption can be obtained with the low manufacturing costs inherent in passive matrix displays. Conventional line-by-line STN addressing caus reduced brightness and contrast ratio in STN panels fast enough for motion display.
Active Addressing drive achieves this behavior by introducing multiple lection puls that are distributed throughout the frame. With more lection puls per frame, allowing it to properly react to the RMS voltage of the drive waveform for optimum brightness and contrast.
Bad on the rearch of LCD display system and analysis of function and architecture of LCD driver, this disrtation prents a shortcoming of traditional LCD Line-by-Line addressing method. Moreover, investigate special algorithm to implement Multiple Line Addressing scanning technology bad on a Hadamard Matrix. In detail, we optimized design the Mtrix architecture, It will reduce the states of the algorithm FSM. By 4 line addressing method, the bias voltages of coloumn driver chang
ed form 5 to 4,so that the power and area will be cut down as well.
We have designing and verification a circuit with complexes function for scanning dot matrix STN LCD with TOP-Down design topology. We have optimized the access of embed SRAM, with the result of data transfer more efficeny. Implement the interface bad of I2C bus.
Furthermore this circuit were simulated with of CSMC 0.5u CMOS technology lib. The 4 line addressing method comsumed about 0.3% more power compared to the line-by-line addressing, but the waveform is better for dynamic display.
Keywords: STN RMS MLA Hadamard Matrix写检查承认错误
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冰心笑
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1 绪论
本章介绍了课题的研究背景，包括课题的概述，LCD显示驱动技术的发展现状和趋势，以及本课题实现的目标和研究意义，在本章最后，给出论文的结构安排。
1.1 课题概述
本课题来源是一块消费电子类液晶控制驱动芯片的研制，是华中科技大学与武汉亚芯微电子有限公司的横向合作课题，旨在利用灵活的集成电路设计方法把高校科研成果产业化。设计出的芯片瞄准扭曲向列(Twist Nematie), 超扭曲向列(Super Twist Nematie)型液晶面板，该类芯片的特点是集成有较多应用的功能，成本不高。本芯片正是基于以上考虑，在设计过程中采用了可以由与主控制器的接口来进行芯片的配置使之适用于不同的LCD面板。芯片功能较为复杂，不仅包括指令系统的设计，数据的传输与存储，动态偏压的产生，还集成了时基发生器。AMI8566为96(24×4)点、RAM映射的多功能LCD驱动器。它可设置为1/2或1/3偏置，可通过接口设置为2,3或4个公共端的LCD驱动。这使得AMI8566适于多种LCD应用。它与主控制器之间只需要2线接口。该芯片应用非常简单，另配一块单片机和LCD屏即可：使用非常广泛。只需更改软件和LCD屏，可以应用于手掌型游戏机、计算器、电话、仪器仪表、电子水表、电子电表、电子煤气表、万用表、示波器、电子台历、LCD显示模块等等。
1.2 被动型LCD显示器简介
TN与STN液晶显示器件是最常见的被动液晶显示器件。将涂有透明导电层的玻璃上光刻形成特定的透明电极，在两片这种玻璃极板间加入TN材料，四周密封，形成一个厚度仅为微米级的扁平液晶盒，由于玻璃表面涂有定向层膜，并进行了定向处理，盒子内的液晶分子沿玻璃表面平行排列，如果两片玻璃内表面定向层处理的方向呈90度夹角，则液晶分子在这两片玻璃之间以90度扭曲。由于TN液晶分子在盒中的
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