论文题目基于FPGA的LED显示屏设计

1、LOGO指导教师：指导教师：论文题目论文题目: :基于基于FPGAFPGA的的LEDLED显示屏设计显示屏设计n院院 系：系：n专专 业：业：n答辩人：答辩人：n学学 号：号：论文的结构和主要内容论文的结构和主要内容u第一部分第一部分 绪论绪论u第二部分第二部分 FPGAFPGA可编程器件的简介可编程器件的简介u第三部分第三部分 F FPGA LEDPGA LED的实现的实现u第四部分第四部分 系统仿真系统仿真u第五部分第五部分 总结总结 n选题背景选题背景 LEDLED大屏幕控制系统是一个综合系统。当前主流大屏幕控制系统是一个综合系统。当前主流的的LEDLED大屏幕控制系统是以大屏幕控制系统

2、是以FPGAFPGA或或FPGAFPGA结合其他芯结合其他芯片为主控芯片。系统一般分为发送卡和接收卡两片为主控芯片。系统一般分为发送卡和接收卡两部分来驱动屏幕。目前部分来驱动屏幕。目前LEDLED大屏幕正朝着显示面积大屏幕正朝着显示面积更大，显示亮度更高，颜色更鲜艳的方向发展。更大，显示亮度更高，颜色更鲜艳的方向发展。n研究现况研究现况 LEDLED显示屏设计由于出色的优点，自显示屏设计由于出色的优点，自2020世纪世纪8080年代后期开始，随着年代后期开始，随着LEDLED制造技术的不断完善，在制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用；在我国改革开放之后，国外得到了广泛的应用；在我国改革开

3、放之后，特别是进入特别是进入9090年代国民经济高速增长年代国民经济高速增长，LEDLED显示屏显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高。高。系统的背景及研究现况系统的背景及研究现况LEDLED的显示的显示 可编程逻辑器件（可编程逻辑器件（PLDPLD）起源于）起源于2020世纪世纪7070年代，是在专年代，是在专用集成电路（用集成电路（ASICASIC）的基础上发展起来的一种新型逻辑器）的基础上发展起来的一种新型逻辑器件，是当今数字系统设计的主要硬件平台，因为其主要特件，是当今数字系统设计的主要硬件平台，因为其主要特点因此获得了广大硬件工程

4、师的青睐，形成巨大的点因此获得了广大硬件工程师的青睐，形成巨大的PLDPLD产业产业规模。规模。 目前常见的目前常见的PLDPLD产品有：编程只读存储器（产品有：编程只读存储器（PROMPROM），现），现场可编程逻辑阵列（场可编程逻辑阵列（FPLAFPLA），可编程阵列逻辑（），可编程阵列逻辑（PALPAL），通），通用阵列逻辑（用阵列逻辑（GALGAL），可擦除的可编程逻辑器件（），可擦除的可编程逻辑器件（EPLAEPLA），），复杂可编程逻辑器件（复杂可编程逻辑器件（CPLDCPLD）和现场可编程门阵列（）和现场可编程门阵列（FPGAFPGA）等类型。等类型。FPGA的简介的简介FPGA

5、的基本结构的基本结构 FPGAFPGA芯片主要由芯片主要由6 6个部分完成，分别为：丰富的布线资个部分完成，分别为：丰富的布线资源、可编程输入输出单元、基本可编程逻辑单元、嵌入块源、可编程输入输出单元、基本可编程逻辑单元、嵌入块式式RAMRAM、完整的时钟管理、内嵌的底层功能单元与内嵌专用、完整的时钟管理、内嵌的底层功能单元与内嵌专用硬件模块。硬件模块。 FPGA的设计流程的设计流程FPGA的的LED显示与实现显示与实现 方案一：方案一：16161616扫描扫描LEDLED点阵只要其对应的点阵只要其对应的X X、Y Y轴顺向轴顺向偏压，即可使偏压，即可使LEDLED发亮。本实验就是要通过发亮。

6、本实验就是要通过CPLDCPLD芯片产生读芯片产生读时序，将字形从寄存器中读出，然后产生写时序，写入时序，将字形从寄存器中读出，然后产生写时序，写入16161616的点阵，使其扫描显示输出。的点阵，使其扫描显示输出。 方案二：方案二：VHDLVHDL程序设计的是硬件，他和编程语言的最大程序设计的是硬件，他和编程语言的最大区别是它可以区别是它可以“并发执行并发执行”。本设计可以将。本设计可以将LEDLED显示屏要的显示屏要的显示内容抽象成一个二维数组（数组中的显示内容抽象成一个二维数组（数组中的11对映点阵显对映点阵显示屏上面的亮点）。示屏上面的亮点）。LED显示原理显示原理 16 161616

7、扫描扫描LEDLED点阵的工作原理同点阵的工作原理同8 8位扫描数码管类似位扫描数码管类似。它有。它有1616个共阴极输出端口个共阴极输出端口, ,每个共阴极对应有每个共阴极对应有1616个个LEDLED显显示灯，所以其扫描译码地址需示灯，所以其扫描译码地址需4 4位信号线（位信号线（SEL0-SEL3SEL0-SEL3），），其汉字扫描码由其汉字扫描码由1616位段地址（位段地址（0-150-15）输入。）输入。 通过时钟的每通过时钟的每列扫描显示完整汉字。列扫描显示完整汉字。汉字显示汉字显示 汉字显示使用的是汉字显示使用的是16161616的点阵，的点阵，EDAEDA实验箱实验箱上有其接口

8、电路，列选信号为上有其接口电路，列选信号为SEL0SEL0，SEL1SEL1，SEL2SEL2，SEL3SEL3，经，经4 4线线1616线译码器输出线译码器输出1616列，从左起为第列，从左起为第一列，列选信号是由一个一列，列选信号是由一个4 4位向量位向量SEL3.0SEL3.0控制控制；行选信号为；行选信号为H0H0H15,H15,是由是由1616个行信号组成的，个行信号组成的，每一行由一个单独的位来控制，高电平有效。每一行由一个单独的位来控制，高电平有效。系统仿真系统仿真系统仿真系统仿真系统仿真系统仿真结论结论 本文从硬件思想设计控制器的角度出发，将本文从硬件思想设计控制器的角度出发，

9、将FPGAFPGA用在控制领域，设计并实现基于用在控制领域，设计并实现基于FPGAFPGA的的LEDLED控控制。经过采用制。经过采用QUARTUSIIQUARTUSII集成开发工具的学习、硬集成开发工具的学习、硬件设计、编程调试等不懈的努力，基本上实现了件设计、编程调试等不懈的努力，基本上实现了控制功能。据研究表明，基于控制功能。据研究表明，基于FPGAFPGA实现控制器是实现控制器是一种非常有效的手段。一种非常有效的手段。 FPGAFPGA技术是近来研究的热点之一，在国内尚技术是近来研究的热点之一，在国内尚处于起步阶段。在控制器的设计过程中，由于受处于起步阶段。在控制器的设计过程中，由于受时间、条件的限制，还有许多东西对设计者来说时间、条件的限制，还有许多东西对设计者来说是全新的，有待于进一步的学习和研究。是全新的，有待于进一步的学习和研究。 结束语结束语 在论文即将完成之际，我的心情