論文題目基于FPGA的LED顯示屏設(shè)計

1、LOGO指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：論文題目論文題目: :基于基于FPGAFPGA的的LEDLED顯示屏設(shè)計顯示屏設(shè)計n院院 系：系：n專專 業(yè)：業(yè)：n答辯人：答辯人：n學(xué)學(xué) 號：號：論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容u第一部分第一部分 緒論緒論u第二部分第二部分 FPGAFPGA可編程器件的簡介可編程器件的簡介u第三部分第三部分 F FPGA LEDPGA LED的實現(xiàn)的實現(xiàn)u第四部分第四部分 系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真u第五部分第五部分 總結(jié)總結(jié) n選題背景選題背景 LEDLED大屏幕控制系統(tǒng)是一個綜合系統(tǒng)。當(dāng)前主流大屏幕控制系統(tǒng)是一個綜合系統(tǒng)。當(dāng)前主流的的LEDLED大屏幕控制系統(tǒng)是以大屏幕控制系統(tǒng)

2、是以FPGAFPGA或或FPGAFPGA結(jié)合其他芯結(jié)合其他芯片為主控芯片。系統(tǒng)一般分為發(fā)送卡和接收卡兩片為主控芯片。系統(tǒng)一般分為發(fā)送卡和接收卡兩部分來驅(qū)動屏幕。目前部分來驅(qū)動屏幕。目前LEDLED大屏幕正朝著顯示面積大屏幕正朝著顯示面積更大，顯示亮度更高，顏色更鮮艷的方向發(fā)展。更大，顯示亮度更高，顏色更鮮艷的方向發(fā)展。n研究現(xiàn)況研究現(xiàn)況 LEDLED顯示屏設(shè)計由于出色的優(yōu)點，自顯示屏設(shè)計由于出色的優(yōu)點，自2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代后期開始，隨著年代后期開始，隨著LEDLED制造技術(shù)的不斷完善，在制造技術(shù)的不斷完善，在國外得到了廣泛的應(yīng)用；在我國改革開放之后，國外得到了廣泛的應(yīng)用；在我國改革開

3、放之后，特別是進入特別是進入9090年代國民經(jīng)濟高速增長年代國民經(jīng)濟高速增長，LEDLED顯示屏顯示屏的設(shè)計制造技術(shù)與應(yīng)用水平上都得到了迅速的提的設(shè)計制造技術(shù)與應(yīng)用水平上都得到了迅速的提高。高。系統(tǒng)的背景及研究現(xiàn)況系統(tǒng)的背景及研究現(xiàn)況LEDLED的顯示的顯示 可編程邏輯器件（可編程邏輯器件（PLDPLD）起源于）起源于2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代，是在專年代，是在專用集成電路（用集成電路（ASICASIC）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型邏輯器）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型邏輯器件，是當(dāng)今數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的主要硬件平臺，因為其主要特件，是當(dāng)今數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的主要硬件平臺，因為其主要特點因此獲得了廣大硬件工程

4、師的青睞，形成巨大的點因此獲得了廣大硬件工程師的青睞，形成巨大的PLDPLD產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模。規(guī)模。 目前常見的目前常見的PLDPLD產(chǎn)品有：編程只讀存儲器（產(chǎn)品有：編程只讀存儲器（PROMPROM），現(xiàn)），現(xiàn)場可編程邏輯陣列（場可編程邏輯陣列（FPLAFPLA），可編程陣列邏輯（），可編程陣列邏輯（PALPAL），通），通用陣列邏輯（用陣列邏輯（GALGAL），可擦除的可編程邏輯器件（），可擦除的可編程邏輯器件（EPLAEPLA），），復(fù)雜可編程邏輯器件（復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLDCPLD）和現(xiàn)場可編程門陣列（）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGAFPGA）等類型。等類型。FPGA的簡介的簡介FPGA

5、的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) FPGAFPGA芯片主要由芯片主要由6 6個部分完成，分別為：豐富的布線資個部分完成，分別為：豐富的布線資源、可編程輸入輸出單元、基本可編程邏輯單元、嵌入塊源、可編程輸入輸出單元、基本可編程邏輯單元、嵌入塊式式RAMRAM、完整的時鐘管理、內(nèi)嵌的底層功能單元與內(nèi)嵌專用、完整的時鐘管理、內(nèi)嵌的底層功能單元與內(nèi)嵌專用硬件模塊。硬件模塊。 FPGA的設(shè)計流程的設(shè)計流程FPGA的的LED顯示與實現(xiàn)顯示與實現(xiàn) 方案一：方案一：16161616掃描掃描LEDLED點陣只要其對應(yīng)的點陣只要其對應(yīng)的X X、Y Y軸順向軸順向偏壓，即可使偏壓，即可使LEDLED發(fā)亮。本實驗就是要通過發(fā)亮。

6、本實驗就是要通過CPLDCPLD芯片產(chǎn)生讀芯片產(chǎn)生讀時序，將字形從寄存器中讀出，然后產(chǎn)生寫時序，寫入時序，將字形從寄存器中讀出，然后產(chǎn)生寫時序，寫入16161616的點陣，使其掃描顯示輸出。的點陣，使其掃描顯示輸出。 方案二：方案二：VHDLVHDL程序設(shè)計的是硬件，他和編程語言的最大程序設(shè)計的是硬件，他和編程語言的最大區(qū)別是它可以區(qū)別是它可以“并發(fā)執(zhí)行并發(fā)執(zhí)行”。本設(shè)計可以將。本設(shè)計可以將LEDLED顯示屏要的顯示屏要的顯示內(nèi)容抽象成一個二維數(shù)組（數(shù)組中的顯示內(nèi)容抽象成一個二維數(shù)組（數(shù)組中的11對映點陣顯對映點陣顯示屏上面的亮點）。示屏上面的亮點）。LED顯示原理顯示原理 16 161616

7、掃描掃描LEDLED點陣的工作原理同點陣的工作原理同8 8位掃描數(shù)碼管類似位掃描數(shù)碼管類似。它有。它有1616個共陰極輸出端口個共陰極輸出端口, ,每個共陰極對應(yīng)有每個共陰極對應(yīng)有1616個個LEDLED顯顯示燈，所以其掃描譯碼地址需示燈，所以其掃描譯碼地址需4 4位信號線（位信號線（SEL0-SEL3SEL0-SEL3），），其漢字掃描碼由其漢字掃描碼由1616位段地址（位段地址（0-150-15）輸入。）輸入。 通過時鐘的每通過時鐘的每列掃描顯示完整漢字。列掃描顯示完整漢字。漢字顯示漢字顯示 漢字顯示使用的是漢字顯示使用的是16161616的點陣，的點陣，EDAEDA實驗箱實驗箱上有其接口

8、電路，列選信號為上有其接口電路，列選信號為SEL0SEL0，SEL1SEL1，SEL2SEL2，SEL3SEL3，經(jīng)，經(jīng)4 4線線1616線譯碼器輸出線譯碼器輸出1616列，從左起為第列，從左起為第一列，列選信號是由一個一列，列選信號是由一個4 4位向量位向量SEL3.0SEL3.0控制控制；行選信號為；行選信號為H0H0H15,H15,是由是由1616個行信號組成的，個行信號組成的，每一行由一個單獨的位來控制，高電平有效。每一行由一個單獨的位來控制，高電平有效。系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真結(jié)論結(jié)論 本文從硬件思想設(shè)計控制器的角度出發(fā)，將本文從硬件思想設(shè)計控制器的角度出發(fā)，

9、將FPGAFPGA用在控制領(lǐng)域，設(shè)計并實現(xiàn)基于用在控制領(lǐng)域，設(shè)計并實現(xiàn)基于FPGAFPGA的的LEDLED控控制。經(jīng)過采用制。經(jīng)過采用QUARTUSIIQUARTUSII集成開發(fā)工具的學(xué)習(xí)、硬集成開發(fā)工具的學(xué)習(xí)、硬件設(shè)計、編程調(diào)試等不懈的努力，基本上實現(xiàn)了件設(shè)計、編程調(diào)試等不懈的努力，基本上實現(xiàn)了控制功能。據(jù)研究表明，基于控制功能。據(jù)研究表明，基于FPGAFPGA實現(xiàn)控制器是實現(xiàn)控制器是一種非常有效的手段。一種非常有效的手段。 FPGAFPGA技術(shù)是近來研究的熱點之一，在國內(nèi)尚技術(shù)是近來研究的熱點之一，在國內(nèi)尚處于起步階段。在控制器的設(shè)計過程中，由于受處于起步階段。在控制器的設(shè)計過程中，由于受時間、條件的限制，還有許多東西對設(shè)計者來說時間、條件的限制，還有許多東西對設(shè)計者來說是全新的，有待于進一步的學(xué)習(xí)和研究。是全新的，有待于進一步的學(xué)習(xí)和研究。 結(jié)束語結(jié)束語 在論文即將完成之際，我的心情