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随着知识经济时代的到来，人类逐步进入信息化社会，人们对信息显示的需求愈来愈迫切、广泛，其要求也愈来愈高。液晶显示作为重要的平板显示与大屏幕显示技术之一，它所具有的轻、薄、耗电少和大规模集成电路匹配性良好等特点得到普遍认同。液晶显示器作为一种显示设备，都希望显示生动逼真的图像，所以灰度的表达对于显示器来说是及其重要的。目前，几乎所有的点阵图形和大部分点阵字符液晶显示器件均采用STN模式。因此，研究STN型单色点阵液晶显示器件的灰度控制机理具有非常大的实际意义。
本文首先分析了STN型单色点阵液晶显示器件的结构及其驱动方式，阐述了该无源矩阵驱动的交叉效应：然后对STN型单色点阵液晶显示器件的灰度显示方式和灰度控制机理，特别是相位分布规律进行了具体的研究，同时对国内外的灰度算法及其控制电路作了分析；最后根据面积-帧灰度调制的脉冲序列值分布规律提出了一种新型的公式算法。
本论文还根据所提出的公式算法设计了一个基于嵌入式LCD控制器的灰度控制电路。利用VerilogHDL语言工具编写RTL级代码，然后利用SYNOPSYS公司的EDA工具，在Garfield系统中对电路进行仿真、综合，最后在FPGA系统中进行验证。并对该设计的灰度控制电路的面积、功耗方面进行了评估。