头盔显示器(Head-MountedDisplay,简称HMD)是目前3D显示技术中起源最早、发展得最完善的技术,也是目前应用最广泛的3D显示技术之一。头盔显示器的开发是一项综合技术的研究与实践,包括计算机软件技术、电路技术、图像源技术、机械以及光学技术等,其中图像源技术与微显示接口电路设计一直都是实现头盔显示器的关键技术,本文针对传统头盔显示器的结构与特点,提出了以PC为平台、基于OLED微显示芯片的三维头盔显示器USB2.0接口电路设计方案,并对这一方案进行了深入的探讨与实现。此外,本文还针对微显示芯片的特点,提出了基于TVP5150视频解码芯片的微显示驱动电路设计方案,进一步完善了本文的接口电路设计。硬件接口电路以FPGA(现场可编程门阵列)作为数据传输的控制核心,包括USB接口模块、外部缓存模块、扫描显示模块以及微显示芯片I2C寄存器配置模块。本文应用USB接口芯片的量子FIFO(先进先出存储器)架构解决了数据高速传输的带宽问题,并采用外部高速缓存模块实现数据传输的完整性,同时显示模块采用英国MED公司ME3203微显示芯片。整个接口电路采用16位数据总线并行传输的方式,两片8位微显示芯片被看作一个整体共用16位总线,在同一时钟下扫描显示,实现了双目同步显示。本文采用模块化方法实现了FPGA控制单元的硬件程序设计,包括USB接口芯片FIFO控制器设计、SRAM的乒乓操作设计、微显示扫描时序设计以及I2C主机设计。设计采用VerilogHDL硬件描述语言,沿用了高级语言中层次化设计思想,采用先设计拆分最后进行模块综合的方法,使得设计过程清晰简单,综合后的仿真结果完全符合硬件模块的时序要求。本文接口电路的软件系统设计包括USB接口芯片固件程序设计、USB2.0驱动程序设计以及客户端测试程序设计,是实现PC与接口电路数据通信的关键。本文软件系统的设计以验证硬件电路数据传输为目的,试验中接口电路采用12MHz的外部时钟,通过对PC中特定数据和BMP图像的传输来验证接口电路各个模块的功能,传输结果很好的证明了硬件电路方案的可行性和对数据传输的正确性,满足了接口电路的设计要求。