一种用于液晶显示仪表显示的控制方法及系统与流程

    专利2025-02-05  5


    本发明涉及航空,具体涉及一种用于液晶显示仪表显示的控制方法及系统。


    背景技术:

    1、随着航空电子技术和液晶显示技术的高速发展,飞机的性能和复杂度也逐渐提高,同时航空仪表的数量也在迅速增加;由于飞机驾驶舱仪表板空间有限,这样导致显示面板拥挤,也会给驾驶员带来检索信息的困难。主机厂商对仪表显示的要求越来越高,数字液晶显示信息准确、直观、可承载更丰富的内容,方便驾驶员判读,体积小,成本低,故障率低,因此数字液晶仪表替代传统机械仪表的方法得到了行业内的广泛使用。数字液晶仪表主要任务是综合显示和决策,实现信息处理、综合显示和预警等功能。机上往往有多种异步数据信息的显示需求,就要求显示设备有并行处理的能力。目前实现数字液晶仪表显示的方法主要有以下两种。以dsp+fpga为核心控制方式,在此方式中,dsp实现航空总线接口数据接收、解析处理以及将显示信息传送至fpga,fpga实现显示数据的rgb编码和液晶显示控制,有额外器件开销,并且加大了印制版空间,成本高。mcu控制方式实现,在此方式中,显示实时性不高、需要适配的液晶驱动、适用面比较窄。


    技术实现思路

    1、针对现有技术中的上述不足,本发明提供的一种用于液晶显示仪表显示的控制方法及系统解决了现有数字液晶仪表显示存在显示实时性不高、需要适配的液晶驱动、适用面比较窄且成本高的问题。

    2、为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案为:

    3、提供了一种用于液晶显示仪表显示的控制方法,其包括以下步骤:

    4、步骤s1、开启液晶显示仪表;

    5、步骤s2、根据需求检测时间及握手标识检测通讯状态,通过fpga对液晶显示仪表的通讯状态进行检测,得到对应的通讯状态信息;

    6、步骤s3、通过fpga获取动态数据和静态数据;根据通讯状态信息对动态数据进行数据解析处理,得到动态显示信息数据;

    7、步骤s4、获取液晶仪表显示图的像素点数据;根据液晶仪表显示图片的分辨率,对像素点数据的区间进行划分控制,得到对应的显示区间;像素点数据包括动态像素点和静态像素点;

    8、步骤s5、根据显示区间,对动态像素点和静态像素点进行扫描,确定有效显示区;

    9、步骤s6、通过fpga的vga接口将动态显示信息数据和静态数据输入至液晶,并显示在有效显示区间内,完成对液晶显示的控制。

    10、进一步地,步骤s2中的通讯状态信息包括通信异常状态以及通信正常状态;通信异常状态进行显示时,像素置为红色;通信正常状态进行显示时,像素置为绿色。

    11、进一步地,动态数据包括动态显示数值和动态显示圆环;静态数据包括仪表圆盘、数值与刻度、通道标识、单位符号,即rom区的加载数据。

    12、进一步地,步骤s3进一步包括:

    13、s3-1、通过fpga的航空总线接口实时获取动态数据;根据曼彻斯特码和通讯状态对动态数据进行串转并以及解析处理,获得动态显示数值和通讯状态标识;

    14、s3-2、通过fpga的rom区获取静态数据;

    15、动态显示信息数据包括动态显示数值和通讯状态标识。

    16、进一步地,显示区间包括静态显示区和动态显示区;动态显示区包括第一通道数据显示区、第二通道数据显示区、动态数值显示区、通讯状态显示区和动态显示圆环;静态显示区包括仪表圆盘、数值与刻度、通道标识、单位符号。

    17、步骤s4进一步包括:

    18、s4-1、根据显示需求,利用绘图工具制定液晶仪表显示图并通过matlab转换为像素点数据;

    19、s4-2、根据液晶仪表显示图的分辨率,以中心像素点为原点建立x-y轴坐标系,建立两个半径不同的同心圆,形成的圆环即为动态显示圆环;

    20、s4-3、利用坐标系的象限、斜率和数形结合的约束方法,确定在二、三象限显示的圆环为第一通道数据显示区,在一、四象限显示的圆环为第二通道数据显示区,在半径最小的圆所圈定的区域设置通讯状态显示区,方形框设置的区域为动态数值显示区,剩余的仪表区域为静态显示区。

    21、进一步地,fpga包括arinc429_rx功能模块、lcd_display功能模块、lcd_driver功能模块、pll锁相环;

    22、arinc429_rx功能模块,用于arinc429总线数据获取和解析,并作为航空总线接口,通过配置波特率和校验方式将差分串行数据转化成并行数据,实现动态数据的实时获取;

    23、lcd_display功能模块,用于利用floating-point ip、rom ip,完成整型数据转float型数据、float型数据除法运算、比较运算和数据读取,实现像素点数据的显示区间的划分及静态数据的读取;

    24、lcd_driver功能模块,用于按照对应的vesa标准及vga扫描时序,完成液晶显示驱动;

    25、pll锁相环,用于实现时钟分频和复位同步处理。

    26、提供了一种用于液晶显示仪表显示的控制系统,其包括通信状态获取模块、动态显示信息数据获取模块、像素划分模块、驱动模块、液晶显示;

    27、液晶显示,用于通过fpga的vga接口显示动态显示信息数据;

    28、通信状态获取模块,用于通过fpga显示动态显示信息数据和静态数据;

    29、动态显示信息数据获取模块,用于利用fpga的arinc429_rx功能模块获取和解析arinc429总线数据,并作为航空总线接口,实时获取动态显示数值;利用fpga的rom获取静态数据;

    30、像素划分模块,用于上传动、静态像素点数据,并利用fpga的lcd_display功能模块对像素点数据的显示区间进行划分;

    31、驱动模块,用于利用fpga的lcd_driver功能模块,并按照对应的vesa标准及vga扫描时序,完成液晶显示驱动。

    32、本发明的有益效果为:本方法使用多通道液晶显示仪表的方法由fpga独立完成,无需增加额外的电路设计,即降低复杂度又减少设计成本,并具备小体积、重量轻。实时性、可靠性高;可参数配置多种vga分辨率显示模式,适用于不同的显示需求,代码占用逻辑资源较小,可适用于市场上绝大多数fpga型号,不受限于外围显示器件,适用范围广,显示内容丰富;本系统基于fpga并行时序控制开发,可以实时响应多路异步显示数据,同步控制液晶行、场扫描,实现时序显示驱动,从而确保设计可靠性,配置灵活、适用性广。



    技术特征:

    1.一种用于液晶显示仪表显示的控制方法,其特征在于:包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的用于液晶显示仪表显示的控制方法,其特征在于:所述步骤s2中的通讯状态信息包括通信异常状态以及通信正常状态;所述通信异常状态进行显示时,像素置为红色;所述通信正常状态进行显示时,像素置为绿色。

    3.根据权利要求2所述的用于液晶显示仪表显示的控制方法,其特征在于:所述动态数据包括动态显示数值(5)和动态显示圆环(2);所述静态数据包括仪表圆盘、数值与刻度、通道标识(1)、单位符号(3),即rom区的加载数据。

    4.根据权利要求3所述的用于液晶显示仪表显示的控制方法,其特征在于:所述步骤s3进一步包括:

    5.根据权利要求3所述的用于液晶显示仪表显示的控制方法,其特征在于:所述显示区间包括静态显示区和动态显示区;所述动态显示区包括第一通道数据显示区、第二通道数据显示区、动态数值显示区、通讯状态显示区和动态显示圆环(2);所述静态显示区包括仪表圆盘、数值与刻度、通道标识(1)、单位符号(3)。

    6.根据权利要求5所述的用于液晶显示仪表显示的控制方法,其特征在于:所述步骤s4进一步包括:

    7.根据权利要求6所述的用于液晶显示仪表显示的控制方法,其特征在于:所述fpga包括arinc429_rx功能模块、lcd_display功能模块、lcd_driver功能模块、pll锁相环;

    8.一种基于权利要求1至7任一所述的用于液晶显示仪表显示的控制方法的控制系统,其特征在于:包括通信状态获取模块、动态显示信息数据获取模块、像素划分模块、驱动模块、液晶显示;


    技术总结
    本发明公开了一种用于液晶显示仪表显示的控制方法及系统,其涉及航空技术领域。本发明使用多通道液晶显示仪表的方法由FPGA独立完成,无需增加额外的电路设计,即降低复杂度又减少设计成本,并具备小体积、重量轻。实时性、可靠性高;可参数配置多种VGA分辨率显示模式,适用于不同的显示需求,代码占用逻辑资源较小,可适用于市场上绝大多数FPGA型号,不受限于外围显示器件,适用范围广,显示内容丰富;基于FPGA并行时序控制开发,可以实时响应多路异步显示数据,同步控制液晶行、场扫描,实现时序显示驱动,从而确保设计可靠性,配置灵活、适用性广。

    技术研发人员:石东昕,赵永峰,郭朋飞,张竹,韩煦,林萍,宁婷玉,王美玲
    受保护的技术使用者:成都凯天电子股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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