ZYNQ7020（黑金）纯verilog驱动4.3寸RGB接口TFT液晶屏（AN430）显示彩条_an430液晶屏

ZYNQ7020（黑金）纯verilog驱动4.3寸RGB接口TFT液晶屏（AN430）显示彩条

简介

像素（Pixel）：像素是指由图像的小方格组成的，这些小方快都有一个明确的位置和被分配的色彩数值，小方格颜色和位置就决定该图像所呈现出来的样子。

分辨率（Resolution）：是屏幕图像的精密度，是指显示器所能显示的像素有多少。

像素格式（Pixel Format）：将RGB三种颜色进行量化，每种颜色用8Bit表示，RGB共需要24位，即RGB888格式。

LCD屏幕的接口有RGB、MCU、LVDS、MIPI等。

时序

对于显示屏来说，是在不断的进行像素刷新的，从左往右一行一行的刷新，一行刷新完后接着刷新下一行，整个过程就是从左往右，从上往下进行刷新的。在刷新的过程中每个像素点都赋予不同的颜色，一直刷新到最后一行最后一列时，一帧图像也就显示出来了，然后再重头开始重复刷新。

每个不同尺寸的显示器都有自己对应的有效显示区域（Addressable Video）和无效显示区域（Border）。像素的刷新过程是从无效区域的左上角开始刷新到右下角结束。比如4.3寸屏的真正有效区域为480*272，其余的都是无效区域，但它们会占用刷新时间。

驱动TFT显示屏的关键是正确分析其水平和垂直扫描时序，何时输出的图像才有效。由下面两张图可以很明显的分析

下图中的HSync为行同步信号，它有效时，开始一行的刷新；VSync为场同步信号，它有效时表示一帧刷新的开始。Back Porch：后沿，Front Porch：前沿。
行扫描时序如下，场扫描时序同理，只是对应数值不同。

分析

通过下面的4.3寸屏的管脚图可知，我们设计的显示屏驱动模块的端口数为LCD_RGB、LCD_DCLK、LCD_HSYNC、LCD_VSYNC和LCD_DE。SPI开头的端口是触摸用的，这里只是显示功能可不用管。

可针对行时序和场时序分别使用一个计数器，行时序的计数器范围为0——524，场时序范围为0——285。

顶层文件，需要注的是480*272显示屏的驱动时钟是9Mhz，而我们给的系统时钟是100Mhz，所以需要用到clk_wiz IP核：

module lcd_test( 
    input				clk		    ,
    input				rst_n	    ,
    output      [7:0]   lcd_r       ,
    output      [7:0]   lcd_g       ,
    output      [7:0]   lcd_b       ,
    output              lcd_dclk     ,
    output              lcd_vsync   ,
    output              lcd_hsync   ,
    output              lcd_de                    
);								 
     	 
  clk_wiz_0 clk_wiz_inst
   (
    // Clock out ports
    .clk_out1(lcd_dclk),     // output clk_out1
    // Status and control signals
    .reset(!rst_n  ), // input reset
   // Clock in ports
    .clk_in1(clk));  

lcd_driver lcd_driver_inst
(
    .clk         (lcd_dclk    ),
    .rst_n       (rst_n      ),
    .lcd_r       (lcd_r      ),
    .lcd_g       (lcd_g      ),
    .lcd_b       (lcd_b      ),
    .lcd_vsync   (lcd_vsync  ),
    .lcd_hsync   (lcd_hsync  ),
    .lcd_de      (lcd_de     )  
);

endmodule
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约束文件，根据J11扩展口和4.3寸TFT显示屏管脚图一一对应分配即可：

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_b[7]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_b[6]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_b[5]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_b[4]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_b[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_b[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_b[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_b[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_g[7]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_g[6]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_g[5]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_g[4]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_g[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_g[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_g[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_g[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_r[7]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_r[6]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_r[5]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_r[4]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_r[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_r[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_r[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {lcd_r[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports clk]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports lcd_clk]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports lcd_de]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports lcd_hsync]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports lcd_vsync]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports rst_n]
set_property PACKAGE_PIN J18 [get_ports {lcd_r[7]}]
set_property PACKAGE_PIN H18 [get_ports {lcd_r[6]}]
set_property PACKAGE_PIN G19 [get_ports {lcd_r[5]}]
set_property PACKAGE_PIN G20 [get_ports {lcd_r[4]}]
set_property PACKAGE_PIN F19 [get_ports {lcd_r[3]}]
set_property PACKAGE_PIN F20 [get_ports {lcd_r[2]}]
set_property PACKAGE_PIN F16 [get_ports {lcd_r[1]}]
set_property PACKAGE_PIN F17 [get_ports {lcd_r[0]}]

set_property PACKAGE_PIN K19 [get_ports {lcd_g[7]}]
set_property PACKAGE_PIN J19 [get_ports {lcd_g[6]}]
set_property PACKAGE_PIN K17 [get_ports {lcd_g[5]}]
set_property PACKAGE_PIN K18 [get_ports {lcd_g[4]}]
set_property PACKAGE_PIN M19 [get_ports {lcd_g[3]}]
set_property PACKAGE_PIN M20 [get_ports {lcd_g[2]}]
set_property PACKAGE_PIN L19 [get_ports {lcd_g[1]}]
set_property PACKAGE_PIN L20 [get_ports {lcd_g[0]}]

set_property PACKAGE_PIN D19 [get_ports {lcd_b[7]}]
set_property PACKAGE_PIN D20 [get_ports {lcd_b[6]}]
set_property PACKAGE_PIN M17 [get_ports {lcd_b[5]}]
set_property PACKAGE_PIN M18 [get_ports {lcd_b[4]}]
set_property PACKAGE_PIN L16 [get_ports {lcd_b[3]}]
set_property PACKAGE_PIN L17 [get_ports {lcd_b[2]}]
set_property PACKAGE_PIN J20 [get_ports {lcd_b[1]}]
set_property PACKAGE_PIN H20 [get_ports {lcd_b[0]}]

set_property PACKAGE_PIN E19 [get_ports lcd_clk]
set_property PACKAGE_PIN G17 [get_ports lcd_de]
set_property PACKAGE_PIN E18 [get_ports lcd_hsync]
set_property PACKAGE_PIN G18 [get_ports lcd_vsync]
set_property PACKAGE_PIN U18 [get_ports clk]
set_property PACKAGE_PIN L15 [get_ports rst_n]

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ZYNQ7020标准J11扩展口管脚：

4.3寸TFT液晶屏的对应的管脚接口原理图：

测试结果：