基于SOPC的触控屏控制器IP核设计与实现

3)LCD图像显示模块测试
LCD显示模块是将从FIFO中读出的图像数据在触控屏上显示出来。从图4可以看出，当DEN有效时，将像素数据分为R、G、B传送给LCD，HCount和VCount为行计数器和场计数器，随着LCD时钟将各个像素点传送给触控屏。

4 基于SOPC触控屏系统硬件设计
基于SOPC触控屏系统硬件设计如图5所示，其中，SDRAM控制器实现处理器和SDRAM之间的数据存取，包括SDRAM存储程序和字符、图形以及颜色等数据：JTAG UART实现PC和开发板通信，主要用于调试，从键盘输入相应数据，然后通过NiosⅡ软件调试处理器，将数据通过LCD接口传输到触控屏上显示出来。

开发板采用大连宇华公司的H3C40-V6开发板。板上的FPGA芯片为EP3C40F484C6，触控屏为4．3英寸彩色数字TFT—LCD触控屏，分辨率800×484，可以显示文字、彩图等。板上自带触控屏显示驱动器。

根据所用到的外设和器件特性，在SOPC Builder中建立系统所要添加的外设模块，主要包括：NiosⅡ、SDRAM控制器、JTAG UART、时钟桥、三态桥、锁相环和PIO等。设定好各个参数，再添加LCD控制器，将LCD控制器的Avalon主端口接口连接到SDRAM上。
创建的包含NiosⅡ系统的QuartusⅡ顶层模块，如图6所示。

5 基于SOPC触控屏系统软件设计
根据硬件设计编写软件测试程序，以验证LCD触控屏显示。首先往显存中写入预定的数据来初始化显存，然后通过编程将相应的参数写入LCD的各个控制寄存器，最后使能LCD控制器，以观察显示屏的显示输出是否正确。

本设计采用C语言编程，让触控屏显示彩条。在NiosⅡIDE软件平台上，创建C／C++工程，配置工程的系统属性，然后编译及运行程序。在编译成功后，自动下载到硬件平台上开始运行程序，这时在触控屏上观察到效果如图7所示，图中彩条颜色从上至下分别为红、浅绿、蓝、绿、粉、红、紫、白、蓝。

6 结论
采用自定义添加触控屏接口控制模块来定制用户逻辑外设。使用硬件描述语言建立控制器模块并进行仿真测试；采用参数化组件设计，使其具有较强的通用性和兼容性。该控制器IP核设计有效利用FPGA资源，节约成本，增强系统可靠性和设计灵活性，并且可移植性强。