[发明专利]基于ARM和FPGA的触摸屏控制系统及控制方法

说明书

本发明提供一种基于ARM和FPGA的触摸屏控制系统及控制方法，系统包括依次连接的通信模块、微处理器模块、液晶触摸屏控制模块和液晶触摸屏；微处理器模块的硬件层采用STM32F407微控制器；液晶触摸屏控制模块采用FPGA芯片并包括：数据交互模块、显存模块、液晶显示模块和触摸控制模块；微处理器模块与数据交互模块通信连接；数据交互模块与显存模块和触摸控制模块通信连接，显存模块和液晶显示模块通信连接，液晶显示模块和触摸控制模块与液晶触摸屏通信连接。本发明的一种基于ARM和FPGA的触摸屏控制系统及控制方法，在不改驱动的情况下，可实现系统的硬件加速功能及不同分辨率液晶显示屏的实时显示及触摸功能。

技术领域

本发明涉及液晶触摸屏领域，尤其涉及一种基于ARM和FPGA的触摸屏控制系统及控制方法。

背景技术

现有的常用的液晶显示控制器主要有3种:独立控制器件、微处理器(ARM)内嵌液晶显示器控制器和Nios II软核控制器。

独立控制器件采用的芯片主要有RA8875、SSD1963和ILI9320等，实现方案方便、简单。采用ARM内嵌液晶显示器控制器方案的硬件电路简单、控制方便。而采用Nios II软核控制器方案的优点是增强了控制器的可移植性。

其中，独立控制器件采用的芯片主要有RA8875、SSD1963和ILI9320等，RA8875和SSD1963最大支持800pixel×480pixel的24位真彩液晶显示屏，而ILI9320只能支持240pixel×320pixel的液晶显示屏，并且每个控制芯片的控制协议互不兼容。因此，在应用中存在支持分辨率有限、专用性较强、成本高等缺陷。

采用ARM内嵌液晶显示器控制器方案由于所有驱动及数据处理基于ARM实现，导致ARM工作负担重、显示帧率有限

由于Nios II软核性能有限，导致液晶显示的帧率有限，若提高显示性能则需更换更高性能的现场可编程门阵列(FPGA)芯片，增加设计成本。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种基于ARM和FPGA的触摸屏控制系统及控制方法，在不更改驱动的情况下，实现系统的硬件加速功能及不同分辨率液晶显示屏的实时显示及触摸功能，数据更新率最高达到31MB/s，且界面显示清晰、稳定、无闪屏，能准确完成触摸操作，满足当前人机交互现场对液晶触摸屏控制的要求，实用价值高。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于ARM和FPGA的触摸屏控制系统，包括依次连接的一通信模块、一微处理器模块、一液晶触摸屏控制模块和一液晶触摸屏；

所述微处理器模块的硬件层采用STM32F407微控制器；

所述液晶触摸屏控制模块采用FPGA芯片并包括：

一数据交互模块，用于实现所述微处理器模块与所述液晶触摸屏控制模块之间的信息交互；

一显存模块，用于液晶显示数据的存储；

一液晶显示模块，用于控制所述液晶触摸屏的液晶显示时序，实现液晶显示驱动；和

一触摸控制模块，用于驱动液晶触摸屏，实现所述液晶触摸屏的触摸功能；

所述微处理器模块通过FSMC总线与所述数据交互模块通信连接；所述数据交互模块与所述显存模块和所述触摸控制模块通信连接，所述显存模块和所述液晶显示模块通信连接，所述液晶显示模块和所述触摸控制模块与所述液晶触摸屏通信连接。

优选地，所述显存模块包括：一预处理模块、一缓存模块、一SDRAM控制器和一同步动态随机存储器；所述预处理模块与所述数据交互模块和所述SDRAM控制器通信连接，所述缓存模块与所述SDRAM控制器和所述液晶显示模块；所述SDRAM控制器用于对所述同步动态随机存储器进行分时读写和多层多缓冲操作。