基于FPGA的LED-16×16点阵汉字显示设计(终搞)

1、 基于FPGA的LED显示屏的设计丁莹莹陕西理工学院 物理与电信工程学院 通信工程专业 2021级3班，陕西 汉中 723003指导教师：郑争兵 摘要主要研究基于FPGA的 Led点阵汉字滚动显示。首先描述了基于现场可编程门阵FPGA的硬件电路，以及点阵显示汉字的原理;然后在单个16X16 LED发光二极管点阵上滚动汉字的原理；最后给出了描述其功能的VHDL语言程序设计方法。通过编程、调试、仿真、下载正确地实现了汉字滚动显示扫描结果，其硬件系统的实验验证也获得了与软件模拟仿真结论相吻合的结果。关键词 LED点阵；FPGA；VHDL语言；汉字滚动显示The design of LED displ

2、ay based on FPGADing Yingying(Grade10,Class3,Major of Communication Engineering，School of Physics and Telecommunication Engineering , Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003,Shaanxi)Tutor: Zhen ZhengbingAbstractPrimary research is based on FPGA, Led Scrolling dot matrix characters. First d

3、escribed based on field programmable gate array (FPGA) hardware circuit, as well as the principle character dot matrix display; and then in a single 16X16 LED scrolling LED dot matrix on the principles of Chinese characters; Finally, the VHDL description language program of its functions design. Thr

4、ough programming, debugging, simulation, download the correct character scroll achieved scan results, the experimental verification of its hardware and software are also obtained findings consistent with simulation results.Keywords LED dot-matrix; FPGA; VHDL language; character scrolling displa目录第一章

5、 前言11.1 本设计的研究背景和研究目的11.2 LED点阵显示特点11.3 FPGA设计的特点1第二章 系统设计3设计任务与要求3设计任务3设计要求3设计原理 3总体设计方案3方案的比拟4扫描控制模块42.3.1 LED的显示原理4汉字的存储52.4 汉字显示5列循环扫描5字符样式设计6字母循环扫描及期间的延时环节92.5 整个完整的程序9第三章 系统调试与仿真14开发环境介绍14调试与仿真143.2.1 创立工程143.2.2 编译前设置143.2.3 全程编译16时序仿真17第四章 结束语18答谢辞18参考文献181 引言目前，在机场、饭店等很多公共场所都能看到美观、实用的电子显示屏，

6、它以高清、节能、控制简单、寿命长、耐冲击、性能稳定、本钱低廉、环保等优势迅速占领市场。作为大型平板显示设备的一种LED显示屏以其使用寿命长、维护费用低、功耗低等特点在显示领域占有重要的位置。特别在近年,带有红、绿、蓝三基色以及灰度显示效果的全彩LED显示屏，以其丰富多彩的显示效果而倍受业界关注，成为LED显示屏市场近年增长幅度比拟大的产品。寿命、单位面积亮度、三基色的偏差程度、点距、比照度、灰度等级(包括灰度级数和线性度)、扫描频率等指标性能是衡量或横向比拟大型显示设备好坏的标准。而这些指标性能的优劣,很大程度上决定于扫描控制器的性能。因此对大屏幕全彩LED显示扫描控制方法的研究有着重要的意义

7、。随着显示屏尺寸的扩大、亮度要求的增加,数据传输和控制的时间也会增加，如果仍然采用单片机作为控制器，将会影响显示效果，严重时可能无法正常工作，然而，这时假设采用可编程逻辑器件作为控制器，那么可解决这一难题。一方面，随着微电子技术的开展和生产工艺的提高，器件的性能大有很大的提高，出现了高性能的现场可编程逻辑器件FPGA，FPGA具有处理速度高、可靠性高、高容量和集成度高等特点，在大屏幕显示系统设计中使用FPGA可以满足现在的LED大屏幕系统对于处理视频数据的高速要求，同时改善电路的性能，缩小系统的体积。设计中使用硬件描述语言进行电路设计，可以随时根据设计需要进行修改，而不必对硬件进行修改，它使系

8、统的设计和调试非常方便，大大的缩短了产品的开发周期，降低了开发本钱，也方便以后的系统升级。(1)研究现状LED照明开展非常迅速，年增长率超过60%,随着LED发光效率的不断提升，封装技术不断改良，驱动陆能和寿命的增加，LED照明技术在未来5年内会逐渐进入千家万户。在世界各国环保议题日渐重视的趋势下，LED照明产业将扮演极重要的角色，其主要应用在于室内、室外照明以及街灯等高功率产品。据悉，2021年全球照明市场约1219亿美元，LED仅占0.5%,显见其未来潜力之可观。其中，以亚太地区的市场规模为最大、约占全球33.7%之比例，居次为北美的30.1%和欧洲之27.4%。以应用产品来讨论，户外照明

9、约占12%，那么具有相当大的成长空间，尤其以占有全球38%户外照明的中国市场为最。此外，值得关注的局部是受政府政策及推广影响较为直接且快速的街灯应用可望成为照明产业中快速成长的第一棒。预估在欧美优先领起的趋势中，2021年全球可到达450万盏LED街灯的水平，并且承于国际加紧节能减碳的脚步，一但路灯标准规格普及，中国市场可望占有世界50%以上的规模。LED驱动器技术的开展表达在两个方面：第一，离线式高功率因数校正可调光LED驱动器可替代卤素灯、白炽灯和荧光灯；第二，LED驱动器能高效替代低压卤素灯。以上两种应用需要为LED提供电能及热能保护，以增加其耐用性。其他开展趋势还包括优化驱动器以提供最

10、正确成效，并非将电流最大化。基于FPGA芯片控制全彩LED大屏幕图像显示系统系统设计随着数字技术的飞速开展，各种数字显示屏也随即涌现出来有LED、LCD、DLP等，各种数字大屏幕的控制系统多种多样，有用ARM+FPGA脱机控制系统，也有用PC+DVI接口解码芯片+FPGA芯片联机LED显示板控制系统。尽管大尺寸液晶显示在未来的几年还有相当大的市场份额，但针对大尺寸直下式背光源的驱动和控制芯片的开发才刚刚有几年的历史。针对LED背光源的特点，可以将复杂的控制技术和信号处理技术融合到背光源技术中，目前的做法是采用FPGA，各家均有不同的算法和控制方法。随着背光技术和数字电视技术的开展，背光的控制算

11、法及驱动方法的标准化，为了降低本钱，将背光控制单元、屏显控制和电视的机芯微处理器由一个微处理器统一实现将是一种技术趋势。(2)开展趋势高亮度 LED 为未来趋势：高亮度 LED 的三大市场为：汽车车灯市场、交通市场及全彩 LED 显示屏。1汽车车灯市场方面，红色高亮度 LED 应用于汽车第三煞车灯，而左右尾灯、方向灯及车边标识灯，可使用红色或黄色高亮度 LED，而汽车仪表板上那么需要各种颜色的高亮度 LED，故汽车市场商机庞大。2交通号志方面，使用高亮度 LED 主要为节省能源，且在阳光照射下可仍清楚辨识。依 据资料显示，目前全球约有 2000 万座交通号志，而每一个红、黄、绿灯估计需要使用

12、200 颗高亮度 LED，故一座交通号志约需 600 颗高亮度 LED，如果 考虑每年新设的交通号志加上更换旧交通号志，估计每年大约有200 万座，以每座更新本钱约 1.5 万台币计算，未来每年全球交通号志估计约有300 亿的市场价值。3全彩 LED 显示屏方面，目前高亮度 LED 已可以产生红、绿、蓝三原色的光，组成大型全彩 LED 显示屏，目前大型 LED 看板的使用以日本、中国、香港、韩国、台湾、新加坡等亚洲地区为主，欧洲及美国其次。中国大陆运用大型户外 LED 看板宣达政令，故有其一定之需求；欧洲方面，常见的应用是文字显示及 气象预报图像，另也盛行使用 LED 显示屏做为广告招牌。目前

13、目前高亮度 LED厂商持续 costdown，市场接受度已逐渐提高，且高亮度 LED 价格高于传 统 LED，厂商投入意愿较大，未来可望逐渐取代传统亮度 LED 市场。目前，基于FPGA现场可编程门阵列的LED显示屏的设计应用广泛，美国和中国台湾地区逻辑电路设计和制造厂家大都以Verilog HDL为主，中国大陆地区目前学习使用Verilog HDL已经超过VHDL。从使用的角度看，对于集成电路ASIC设计人员来说，多是掌握verilog，因为在IC设计领域，90以上的公司都是采用verilog进行IC设计。而对于PLD/FPGA设计者而言，两种语言没有太大差异。(3) 课题研究意义随着我国经

14、济的高速开展,对公共场合发布信息的需求日益增长，利用LED点阵滚动显示汉字的出现正好适应了这一市场需求，已经成为信息传播的一种重要手段。采用传统方法设计的汉字滚动显示器，通常需要使用单片机、存储器和制约逻辑电路来进行PCB板级的系统集成。尽管这种方案有单片机软件的支持较为灵活，但是由于受硬件资源的限制，未来对设计的变更和升级，总是难以防止要付出较多研发经费和较长投放市场周期的代价。随着电子设计自动化EDA技术的进展，基于可编程FPGA器件进行系统芯片集成的新设计方法，也正在快速地到代基于PCB板的传统设计方式。因此，本设计的研究是很有必要的，之所以基于FPGA设计是因为现场可编程门阵列FPGA

15、设计周期小，灵活度高，适合用于小批量系统，提高系统的可靠性和集成度。并且采用编写灵活的Verilog HDL语言编写主程序。(4)论文结构论文主要从方案论证及选择、硬件电路设计、系统软件设计、制作与调试等几大方面来介绍基于FPGA的LED显示屏的设计和制作过程。其中方案论证及选择主要从两种可以实现基于FPGA的LED显示屏的设计方案中选择一个本钱低、易操作、系统性能较高的方案。其中主要设计包括：系统软件设计、ROM存储、点阵汉字字模的提取。系统软件设计主要是设计FPGA芯片进行控制所需要的相关程序，这局部程序采用Verilog语言进行编写。最后的制作与调试主要是进行ROM和点阵汉字的显示并对点

16、阵个点扫描显示进行相关测试，检测是否能到达设计原理实现的功能。最后总结完善设计思路与程序，正确完成汉字的现实与滚动。1.2 LED点阵显示特点1可以显示各种数字、文字、图表、曲线、图形；2采用纯红、高绿作双基色发光器件，发光亮度高，色彩鲜艳、丰富；3显示效果清晰、稳定、功耗低、寿命长；4优质铝合金结构，磨沙、银镜或钛金不锈钢包边。尺寸和规格可根据需要灵活组合；5支持各种计算机网络，编辑软件丰富、易用；6适用于室内、外所有信息发布及广告宣传场所。如：银行、证券交易所、商场、市场、宾馆、洒楼、电信、邮政、医院、车站、机场等。1.3 FPGA设计的特点FPGA 通常被认为是ASIC 实现的一种替代手

17、段. 一般ASIC 包括三种, 既全定制、半定制(含标准单元和门阵列) 以及可编程器件。对于前两种, 需要支付不可重复使用的工程费用NRE (Non recurring Engineering) , 主要用于芯片的流片、中测、分析的工程开销, 一次费用一般在1 万至数万美元以上。如果一次不成功、返工、甚至屡次返工,NRE 费用将要上升。本钱高、风险大, 而通常对每个ASIC 品种的需求量往往不大,NRE 费用分摊到每个产品上价太高, 用户无法接受。而对于可编程器件PLD (Programmable Logic Device) 正是可以解决上述问题的新型ASIC, PLD 以其操作灵活、使用方便

18、、开发迅速、投资风险小等突出优点, 特别适合于产品开发初期、科研样品研制或小批量的产品. FPGA 是一种新型的PLD, 其除了具有PLD 的优点外, 其规模比一般的PLD 的规模大。目前,Xilinx 推出的XC4025 可以到达25000 门的规模,Altera 公司的FLEX10K100 系列芯片可到达十万门的规模,完全可以满足用户的一般设计需要。 FPGA 的主要特点是: 存放器数目多, 采用查找表计数,适合时序逻辑设计。 但是互连复杂, 由于互连采用开关矩阵,因而使得延时估计往往不十分准确。 FPGA 也有其自身的局限性, 其一就是器件规模的限制,其二就是单元延迟比拟大。 所以, 在

19、设计者选定某一FPGA器件后, 要求设计者对器件的结构、性能作深入的了解, 在体系结构设计时, 就必须考虑到器件本身的结构及性能, 尽可能使设计的结构满足器件本身的要求. 这样就增加了设计的难度。 离开对FPGA 结构的详细了解, 设计人员就不可能优化设计。因而设计人员必须了解FPGA 器件的特性和限制, 熟悉FPGA 的结构。 在了解FPGA 结构特点的根底上, 就可以利用VHDL 语言描写出高效的电路描述实现性能优化的电路。2.1 方案论证与选择2.1.1 FPGA芯片选择当今主要设计和生产厂家有Xilinx、Altera、Lattice、Atmel等公司。其中Xilinx、Altera规

20、模最大，市场占有率也最高。其中Altera更适合教学使用，对于初学者来说入门门槛比拟低。同时，Altera公司给学习者提供很好的效劳和支持。工艺方面，Xilinx和Altera生产的FPGA都是基于SRAM的工艺的，需要在使用时外接一个片外存储以保存程序。上电时，FPGA将外部存储器中的数据读入片内RAM，完成配置后，进入工作状态；掉电后恢复为白片，内部逻辑消失。这样不仅能反复使用，还无需专门的FPGA编程器，只需通用的EPROM、PROM编程器即可。本设计采用较为普遍的Altera公司的EP3C5FF484C8N芯片。 2.1.2 串行通信模块输入接口模块提供PC上位机到FPGA核心板传输数

21、据的接口。输入接口是通过USB口以及JTAG下载线来实现从PC上位机传输数据至下位机。上位机使用字模提取工具将待显示的数据发送至下位机, JTAG下载线实现PC到核心板的下载。FPGA核心板与LED显示模块之间的通信也是通过USB-blaser实现的。2 LED点阵屏及驱动电路本设计采用1616LED点阵屏由4块88LED点阵拼接而成，每一块点阵都有8行8 列，因此总共有16根行控制线和16根列控制线。方案一：在LED点阵驱动电路中，采用1片4线/16线译码器74HC154作为行驱动，选用2片74HC154占用15个FPGA的I/O口包括两个enable端。方案二：使用4个移位存放器74HC5

22、95带存储器驱动16*16的点阵，两个74HC595 负责列扫描数据，两个74HC595 负责行扫描数据。最终只需要制作成16*16LED点阵。本设计所使用的1616的点阵，EDA实验箱上有其接口电路，STR，SI，SCK,且实验箱上采用的是4个74HC595来实现行扫描和列扫描的。方案比拟及确定：首先，考虑占用I/O口数量，方案一使用了15个I/O口，而方案二只使用了5个。其次，考虑制作本钱，一片74HC154大约四元，而74HC595只需0.7元。再次，EDA试验箱上的FPGA主控芯片和点阵驱动电路完全符合此设计所需的条件。而方案一需要购置开发板和4块点阵，本钱比拟大。又因本设计的硬件电路

23、简单，所以不必再去浪费资源，学校已经花了好几万买了EDA试验箱。综合以上分析，本设计采用方案二，不仅大大的减少了I/O资源的占用,而且缩减了制作本钱。3.1 系统组成本设计使用Altera公司的FPGA芯片完成16*16点阵式LED点阵显示屏的显示，配备相应的PC机软件，实现上位机与下位机的通信，实现左右移动显示形式，基于FPGA的LED点阵显示屏的系统。框图如图2-1所示：串口通信FPGA串口通信FPGA控制系统点阵显示模块上位机上位机 图2-1 系统总体框图FPGA控制模块、点阵显示模块、上位机通信模块的协同工作，点阵显示模块实现LED点阵的驱动和显示功能。驱动局部使用4个移位存放器74H

24、C595，74HC59535mA的功能是8位串行输入转并行输出移位存放器。两个74HC595 负责列扫描数据，两个74HC164 负责行扫描数据。LED点阵是由4个大小为 32mm*32mm 的 8*8 共阳点阵组成16*16 点阵，可以显示一个汉字，点阵屏可拆装，采用圆孔铜排针，连接性能非常好。串口通信局部通过RS232串口实现。用户可以通过上位机软件发送待显示的数据给FPGA控制系统。74595的驱动功能介绍：74595和74164功能相仿，都是8位串行输入转并行输出移位存放器74164的驱动电流25mA比7459535mA的要小，14脚封装，体积也小一些。74595的主要优点是具有数据存

25、储存放器，在移位过程中，输出端的数据可以保持不变。这在串行速度慢的场合很有用出，数码管或发光二极管没有闪烁感。与164只有数据清零端相比拟，595还多有输出端时能/禁止控制端，可以使输出为高阻态。74595的数据端：QAQH:8位并行输出端，可以直接控制数码管的8个段。QH：级联输出端。我将它接下一个595的SI端。SI：串行数据输入端。74595的控制端说明：/SCLR(10脚)：低电平时将移位存放器的数据清零。接VCC。SCK11脚：上升沿时数据存放器的数据移位。QA、QB、QC、QH：下降沿移位存放器数据不变。RCK12脚：上升沿时移位存放器的数据进入数据存储存放器，下降沿时存储存放器数

26、据不变。通常我们将RCK置为低，当移位结束后，在RCK端产生一个正脉冲，更新显示数据。2.2 工作原理 本设计的工作原理为：采用FPGA为核心控制模块，通过接收上位机数据控制LED点阵显示信息。3.3扫描控制模块3.3.1 LED的显示原理1616扫描LED点阵的工作原理同8位扫描数码管类似。它有16个共阴极输出端口,每个共阴极对应有16个 LED显示灯，所以其扫描译码地址需4位信号线SEL0-SEL3，其汉字扫描码由16位段地址0-15输入。 通过时钟的每列扫描显示完整汉字。 图2-2 LED灯信号 图2-3 1616点阵LED等效电路点阵LED一般采用扫描式显示，实际运用分为三种方式： 1

27、点扫描2行扫描3列扫描假设使用第一种方式，其扫描频率必须大于1664=1024Hz，周期小于1ms即可。假设使用第二和第三种方式，那么频率必须大于168=128Hz，周期小于7.8ms即可符合视觉暂留要求。此外一次驱动一列或一行8颗LED时需外加驱动电路提高电流，否那么LED亮度会缺乏。汉字的存储图2-4 1616LED点阵模块用动态分时扫描技术使LED点阵模块显示图像，需要进行两步工作。第一步是获得数据并保存，即在存贮器中建立汉字数据库。第二步是在扫描模块的控制下，配合行扫描的次序正确地输出这些数据。获得图像数据的步骤是，1616共256个小方格的矩形框中，再在有笔划下落处的小方格里填上“1

28、，无笔划处填上“0，这样就形成了与这个汉字所对应的二进制数据在该矩形框上的分布，再将此分布关系以3216的数据结构组成64个字节的数据，并保存在只读存贮器ROM中。以这种方式将假设干个汉字的数据贮存在存贮器内图2-4 1616LED点阵模块2.4 汉字显示汉字显示使用的是1616的点阵，EDA实验箱上有其接口电路，列选信号为SEL0，SEL1，SEL2,SEL3,经4线16线译码器输出16列，从左起为第一列，列选信号是由一个4位向量SEL3.0控制；行选信号为H0H15,是由16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。例如“0000表示第0列，“0000000000000001

29、表示第一行的点亮。由于列是由一个向量决定，而每一时刻的值只能有一个固定的值，因而只能使某一列的假设干个点亮，因此就决定了只能用逐列扫描的方法。例如要使第一列的2,4,6,8，行亮，那么列为“0001、行为“0000000010101010就可以实现了。4系统软件设计4.1程序设计 程序流程图如下图。 图 整体软件流程图下面是各个局部的程序设计：3列循环扫描列循环扫描通过对每一列的扫描来完成对字母的现实，只要扫描的频率足够快，就能给人以连续的感觉。因此要控制扫描的频率，不能太低，否那么，就会造成视觉上的不连续，本设计的扫描频率不得低于50Hz,扫描程序如下:3字符样式设计字符样式设计 本环节是建

30、立一个数据库，使之能在扫描的同时读取所需要的信息，从而完成汉字的显示。本次设计“陕、西、理、工、学、院汉字样式设计程序如下：字母循环扫描及期间的延时环节为使汉字不断地循环显示，并且使每个汉子之间有停顿，就需要在中间加一定的延时和循环环节。在这一环节中，可以通过修改其数值来控制每个字母的显示时间。其程序如下：always(posedge CLK or negedge Reset)beginif(!Reset) begin Clk_Cont = 0; R_Data =96d0; H_Data =16d0; endelse beginClk_Cont = Clk_Cont +1;R_Data = (

31、Rom_Data Move_cnt);H_Data = 1ROW; endend reg 3:0Row_cnt; reg 31:0 Rom_Data_r;always(posedge CLK or negedge Reset)beginif(!Reset) begin State = 0; ROW = 0; R1 = 1b0; LI = 1b0; SK = 1b0; Row_cnt =4d0; ROM_ADDRESS = 5d0; Rom_Data_r = H_Data,R_Data95:80; Data_Cont = 0; endelse begin case(State) 4d0: beg

32、in if(Data_Cont=8d32) begin Data_Cont = 0; State = 4d3; end else if(!DIV_CLK) begin SK = 1b0; State = 4d1; end end 4d1: begin R1 = Rom_Data_r31; if(DIV_CLK) begin SK = 1b1; State = 4d2; end end 4d2: begin Data_Cont = Data_Cont +8d1; Rom_Data_r = (Rom_Data_r1); State = 4d0; end 4d3: begin LI = 1b0; S

33、tate = 4d4; end 4d4: begin LI = 1b1; State = 4d5; end 4d5: begin LI = 1b0; State = 4d6; end 4d6: begin if(ROM_ADDRESS = 5d15) begin ROM_ADDRESS = 5d0; end else ROM_ADDRESS = ROM_ADDRESS + 5d1; State = 4d7; end 4d7: begin ROW = ROM_ADDRESS; Rom_Data_r = H_Data,R_Data95:80; State = 4d0; end endcase en

34、dend reg 7:0Move_cnt; always(posedge Clk_Cont23 or negedge Reset)beginif(!Reset) begin Move_cnt = 8d0; endelse if(Move_cnt = 8d95) Move_cnt = 8d0;else Move_cnt = Move_cnt + 8d1;end2.5 整个完整的程序module led(LK,Reset,Rom_Data,ROM_ADDRESS,R1,SK,LI);input CLK;input Reset;input 95:0 Rom_Data;output 4:0 ROM_A

35、DDRESS;output R1;output SK;output LI;reg R1,SK,LI;reg 3:0 ROW;reg 4:0 ROM_ADDRESS;reg 31:0 Clk_Cont;reg 3:0State;wire DIV_CLK;assign DIV_CLK = Clk_Cont4; reg 7:0 Data_Cont;reg 95:0 R_Data;reg 15:0 H_Data;always(posedge CLK or negedge Reset)beginif(!Reset) begin Clk_Cont = 0; R_Data =96d0; H_Data =16

36、d0; endelse beginClk_Cont = Clk_Cont +1;R_Data = (Rom_Data Move_cnt);H_Data = 1ROW; endend reg 3:0Row_cnt; reg 31:0 Rom_Data_r;always(posedge CLK or negedge Reset)beginif(!Reset) begin State = 0; ROW = 0; R1 = 1b0; LI = 1b0; SK = 1b0; Row_cnt =4d0; ROM_ADDRESS = 5d0; Rom_Data_r = H_Data,R_Data95:80;

37、 Data_Cont = 0; endelse begin case(State) 4d0: begin if(Data_Cont=8d32) begin Data_Cont = 0; State = 4d3; end else if(!DIV_CLK) begin SK = 1b0; State = 4d1; end end 4d1: begin R1 = Rom_Data_r31; if(DIV_CLK) begin SK = 1b1; State = 4d2; end end 4d2: begin Data_Cont = Data_Cont +8d1; Rom_Data_r = (Rom

38、_Data_r1); State = 4d0; end 4d3: begin LI = 1b0; State = 4d4; end 4d4: begin LI = 1b1; State = 4d5; end 4d5: begin LI = 1b0; State = 4d6; end 4d6: begin if(ROM_ADDRESS = 5d15) begin ROM_ADDRESS = 5d0; end else ROM_ADDRESS = ROM_ADDRESS + 5d1; State = 4d7; end 4d7: begin ROW = ROM_ADDRESS; Rom_Data_r

39、 = H_Data,R_Data95:80; State = 4d0; end endcase endend reg 7:0Move_cnt; always(posedge Clk_Cont23 or negedge Reset)beginif(!Reset) begin Move_cnt = 8d0; endelse if(Move_cnt = 8d95) Move_cnt = 8d0;else Move_cnt = Move_cnt + 8d1;endendmodule第三章 系统调试与仿真开发环境介绍Quartus II 是Altera公司的综合性PLD开发软件，支持原理图、VHDL、V

40、eril-ogHDL以及AHDLAltera Hardware Description Language等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程。Quartus II支持Altera的IP核，包含了LPM/MegaFunction宏功能模块库，使用户可以充分利用成熟的模块，简化了设计的复杂性、加快了设计速度。对第三方EDA工具的良好支持也使用户可以在设计流程的各个阶段使用熟悉的第三方EDA工具。此外，Quartus II 通过和DSP Builder工具与Matlab/Simulink相结合，可以方便地实现各种DSP应用系统；支持Alte

41、ra的片上可编程系统SOPC开发，集系统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体，是一种综合性的开发平台。调试与仿真 创立工程在Quartus II 中新建一个Verilog HDL File文件，将Verilog HDL代码输入这个文件，并保存到工作目录，名为led.v。利用new preject wizard 工具创立一个工程，工程名为led,顶层文件实体名为led，并将上面创立的led.v文件参加到工程中。3.2.2 编译前设置1选择目标芯片。用assignmemts-settings命令，弹出settings对话框，选择目标芯片为EP3C55F484C8。图3-1 选择目标器件2选

42、择工作方式，编程方式，及闲置引脚状态单击上图中的device&pin options按钮，弹出device&pin options窗口。 在General项中选中auto-restart configuration after error,使对FPGA的配置失败后能自动重新配置，并参加JTAG用户编码。 图3-2 选择配置器件工作方式在configuration项中，其下方的Generate compressed bitstreams处打勾，这样就能产生用于EPCS的POF压缩配置文件。在Configuration 选项页，选择配置器件为EPCS1，其配置模式选择为active serial。

43、图3-3选择编程方式在Unused pins项，将目标器件闲置引脚状态设置高阻态，即选择As input,tri-stated。图3-4 设置闲置引脚状态 全程编译设置好前面的内容之后，就可以进行编译了。选择Processing菜单中start compilation，在窗口的下方processing栏中显示编译信息。图3-5 全程编译成功完成完成后在工程管理窗口左是角显示了工程led 的层次结构和其中结构模块耗用的逻辑宏单元数。此栏的右边是编译处理流程，包括数据网表建立、逻辑综合、适配、配置文件装配和时序分析等。时序仿真1新建一个矢量波形文件，同时翻开波形编辑器。设置仿真时间为50us,保存

44、波形文件为led.vwf。2将工程led 的端口信号名选入波形编辑器中，所选的端口有clk,enable及总线h0和h8。设置clk的时钟周期为2us，占空比为50%。图3-6 选择仿真控制仿真器参数设置。选择菜单Assignment中的Settings，在Settings窗口下选择Simulator，在右侧的simulation mode项下选择timing，即选择时序仿真，并选择仿真鼓励文件名yz_ok.vwf。选择simulation options栏，确认选定simulation coverage reporting; 毛刺检测Glitch detection 为1ns 宽度;选中Ru

45、n simulation until all vector stimuli 全程仿真。现在所有设置进行完毕，在菜单processing项下选择start simulation，直到出现simulation was successful，仿真结束 。仿真文件simulation report 通常会自动弹出，否那么选择processingsimulation report 。图3-7 仿真波形输出第四章 结束语经过为期一个月的毕业设计，我对Verilog语言有了更加深刻的认识。Verilog HDL是超高速集成电路的硬件描述语言，它能够描述硬件的结构、行为与功能。另外，VHDL具有并发性，采用自

46、上而下的结构式设计 方法，适合大型设计工程的分工合作。在编写程序的时候，我才发现能看懂程序和能自己写程序是两个完全不同的概念，自己一开始写程序时，即便是一个很简单的功能模块，在编译时也可能产生很多错误，在不断的改错过程中，自己对Verilog语言的语法结构有了深刻的理解，对编译过程中常见的错误也有了全面的认识。通过这一个多月的毕业设计，我在熟悉了基于FPGA设计的同时，也学到了很多在学习课本知识时所体会不到的东西。完成此次设计后，我不仅能对Quartus II开发仿真软件熟练操作，能到达学以致用，同时还掌握了矩阵键盘和1616点阵的工作原理。经过这一过程，我发现平常的学习在注重理论知识的掌握同

47、时，要加强实验环节，只有通过不断地实践，我们才能把知识掌握的更牢固，理解的更透彻。答谢辞 非常感谢郑正兵老师这一个多月的悉心指导和催促，在我做这次基于FPGA的LED显示屏的过程中，遇到针对PFGA的有关知识不懂的地方，自己也想不到解决的方法时，及时的与指导老师沟通，郑老师也帮助着查阅资料，郑老师为人很谦虚，这么年轻懂得知识还真多，针对我们的问题，郑老师显示指引我们的想法和思路，让我们自己针对自己目前的状况想到一个适合且可行的方法，而不是直接告诉我们该怎么做，让我们在这个过程中独立思考，怎样排除自己错误的想法和做法，这样我们既解决了目前的问题，也知道有哪些方法不适合。也锻炼了我们解决问题的能力

48、和独立思考的能力。参考文献1综合电子设计与实践，王振红，清华大学出版社，2021年9月第2版;2EDA实用技术及应用，刘艳萍，国防工业出版社，2006年第1版；3基于QuartusII的FPGA/CPLD数字系统设计实例，张丽敏，电子工业出版社，2007；4CPLD/FPGA常用模块与综合系统设计实例精讲，罗苑棠，电子工业出版社，2007。辩论小组评价意见建议等第： 辩论小组组长教师签名： 年 月 日三、系辩论委员会审定表审定意见2审定成绩等第_ _ 系主任签字： 年 月 日以下是附加文档，不需要的朋友下载后删除，谢谢教育实习总结专题15篇第一篇:教育实习总结一、实习学校中学创办于清光绪33年

49、年，校址几经变迁、校名几度易名，年，中学得以复名并于领导和老师，虚心听取他们的意见，学习他们的经验，主动完成实习学校布置的任务，塑造了良好的形象，给实习学校的领导、老师和学生都留下了好的印象，得到学校领导和老师的一致好评，对此，本人甚感欣慰。在这短暂的实习期间，我主要进行了教学工作实习、班主任工作实习和调研工作。二、教学工作方面1、听课怎样上好每一节课，是整个实习过程的重点。9月17日至9月27日的一个多星期的任务是听课，在这期间我听了高一级12位语文老师14节课，还听了2节历史课和1节地理课。在听课前，认真阅读了教材中的相关章节，并且简单思考了自己讲的话会怎样讲。听课时，认真记好笔记，重点注

50、意老师的上课方式，上课思想及与自己思路不同的局部，同时注意学生的反响，吸收老师的优点。同时简单记下自己的疑惑，想老师为什么这样讲。听完课后，找老师交流、吸取经验。12位语文老师风格各异，我从他们身上学到了很多有用的经验。9月28日至30日，高一进行摸底考试。10月1日至7日国庆放假，8日至14日高一学生军训。9日，我们几个语文实习生帮高二语文科组改月考试卷。10日，我们帮助改高一语文摸底考试卷。11日至18日这一个星期，我到高二听课，听了体会到教师工作的辛劳，也深刻理解了教学相长的内涵，使我的教学理论变为教学实践，使虚拟教学变成真正的面对面的教学。要想成为一位优秀的教师，不仅要学识渊博，其它各

51、方面如语言、表达方式、心理状态以及动作神态等等都是很重要的，站在教育的最前线，真正做到“传道、授业、解惑，是一件任重道远的事情，我更加需要不断努力提高自身的综合素质和教学水平。三、班主任工作方面在班主任日常管理工作中，积极负责，认真到位，事事留心。从早晨的卫生监督，作业上交，早读到课间纪律，课堂纪律，午休管理，自习课，晚自修等等，每样事务都负责到底，细致监督。当然，在监督他们的同时不忘结合他们的个性特点进行思想道德教育，以培养他们正确的学习目标.本文来自公务员之家，查看正文请使用公务员之家站内搜索查看正文。第二篇:高校生教育实习总结学校秉承“崇德、博学、强身、尚美的校训，形成“以人为本，开展个

52、性，追求卓越的办学理念，致力走“以德立校、依法治校、科研兴校、质量强校的开展之路，全面推进素质教育，形成了“初见成效的人本管理，进取型的团队精神，低进高出的成才之路三大办学特色。在均中近2个月的教育实习，时间过得很快，在这期间，我受益匪浅。我学会了如何教学，学习了如何应对学生之间的各种突发的事件，更重要的是让我感受到了教师这个职业的神圣重任，体会到了教师工作的辛苦，特别是班主任就比一般的任课老师付出的心血多一倍。以下主要对学科教学和班主任工作进行总结。来到均中的第1周，我主要是听课和自己进行试讲工作。我的指导老师鼓励我进行跨年级听课，推荐各个年级的优秀教师。我分别听了高中三个年级的课，体验不同

53、老师的讲课风格。在听课前，我会认真阅读教材中的相关章节，如果是习题课，那么事前认真做完题目，把做题的思路简单记下，并内心盘算自己讲的话会怎样讲。听课时，认真写好听课记录，重点注意老师的上课方式，上课思想及与自己思路不同的局部，同时注意学生的反响，吸收老师的优点。同时简单记下自己的疑惑，想老师为什么这样讲。课后及时找老师对本节课的教学进行交流，学习老师的教学方法，体会教师应具备的教态及掌控课堂的方法。来到均中的第2周，科任老师开始叫我备课，内容是蛋白质一节。自己终于有时机走上讲台，真正以一名教师的身份面对阅读，然后查看相关的教案及教学设计，上网查看相关教学视频。在把握好本节课的教学重难点后，就是

54、对教授班级的学生进行学情的分析，不同的学生知识水平是不同的。在备人生的第一节课中，真的是用了很大的功夫。由于是在普通班上的课，考虑到学生对相对抽象的知识学习比拟困难，所以采用类比和直观教学，将直观教学法充分贯穿在本节课的教学设计当中。写好教案做好课件后请老师提出修改意见.本文来自公务员之家，查看正文请使用公务员之家站内搜索查看正文。第三篇:师范专业中学教育实习总结作为师范生地我怀着希望与期盼的心情来到腾冲县第一中学，开始了我的教育实习工作，转眼就到了月30日，我的实习生活也划上了圆满的记号，在这段时间里我紧张过努力过深思过，自信过，指导老师们，学生们见证着我的成长，在这段时间里，我既是学生又是

55、老师，作为学生我虚心求教，不耻下问，作为人师，我兢兢业业，倍感骄傲，这段时间我付出很多，收获的更多，也是在这段时间了使我完成了由学生到老师的心理准备和转变，现在我将我学习的情况做如下报告：实习的内容包括两局部课堂教学和班主任工作，根本情况如下；一课堂教学内容：本次教学课堂实习主要是实习高一班级的地理课教学，课堂实习工作主要是对地理课进行听课，备课，讲课，课后评课课外知道批改作业等。1，听课听指导老师在不同班级上课的情况，学习指导教师的讲课方法和教学模式流程，同时在听课过程中了解学生的情况，听课后设想假设自己上会怎样设计前后进行比照。2备课参考之前的听课记录，认真备教材备学生，根据各班学生的特点

56、，预测教学课堂中肯能出现的各种情况，参考配套练习册，结合指导教师的教学方法和教学模式流程及教学标准学校的具体情况设计不同的教学方法，教学环节，写出教案后给指导老师评价，在指导老师指出需要注意的地方后进行修改，最后充分熟悉教案。3讲课经过充分的备课之后进行的是讲课，讲课是根据自己的备课本来讲的同时根据课堂的具体情况来灵活处理各种预测不到的情况，及时改变教学方法，讲课是面对全体学生，以学生为主教态自然仪表大方教学语言简洁声音洪亮语速语调适中，讲课过程中不仅要完成课程内容，还要在课堂上布置课堂练习，观察学生的听课效果，为课后的评课做做准备，也为以后的课堂教学积累经验。4评课上完课之后对所上的课进行评

57、价，记下课堂上出现的问题和指导老师提出的意见并再完善和调整教案，课后反思，争取每一次出现的问题下次不再出现5课外辅导课后结合课堂效果针对不同的学生进行课后辅导帮助他们解决课堂上不懂的问题6，批改作业收课外作业进行批改，对每一本作业本都细心批改，找出学生出错的地方并改正，让学生可以知道自己错在哪，在批改作业的同时在作业中发现问题了解学生的情况，在接下的课堂上做相应的改变进。再整个实习期间总共完成：，听课讲课修改作业。二：班主任工作我本次班主任实习方面，我在原班主任某某的指导下，完成了很多班主任日常工作，班级工作，与原班主任沟通工作，比方早读，晚自习，课间操，清洁卫生班会，课外活动及自习课堂纪律等

58、，在此期间我对班主任工作做了详细的记载，使自己在实习过程中能够全面的了解教学工作的真理，在班主任实习中我积极主动的和学生交流.本文来自公务员之家，查看正文请使用公务员之家站内搜索查看正文。第四篇:大学生中学教育实习总结教育实习是师范教育的重要组成局部，是师范教育贯彻理论与实践相结合原那么的表达，是培养适应21世纪需要的合格教师的重要环节。作为一名有着教师梦的人来说，教育实习可提高我们各项教师技能。本次教育实习，本人有幸参加学校的混合编队，实习学校是韶关乐昌城关中学。一、实习目的1、使自己在大学三年学习到的专业知识、根底理论和教师技能得到一个检验和稳固的时机，并作为自己踏上真正的教学岗位之前的一

59、次演练。2、通过观察和了解实习学校教师在教学岗位上的具体工作，向优秀教师学习，更好的提高自己教师技能。3、通过实习，也可以检查自己在面对真正走上教学岗位的时候还存在哪些方面的缺乏，从而及时调整与改良，争取以最正确状态走上日后的教学岗位。4、进一步培养在实际工作中发现问题、分析问题、设计和实施解决问题的能力。5、在本次教育实习中，更好的学会与人相处，协调自己的各项组织能力，更有团队精神。二、实习时间安排和主要任务要求1、准备阶段：月下旬至月20日钻研教学大纲和教师参考书等资料，认真搜集积累相关的教学资料，认真备课，编写详细教案。完成五个一，根据教育要求认真学习教育实习相关文件，学习教学论和班主任

60、工作在理论知识，进行试讲微格教学，练好三笔字等。2、见习阶段：第一周月20日至月25日(1)听实习学校领导介绍学校根本情况，特别是实施素质教育情况，本学期工作方案和学校在管理、教改、科研方面的经验和特色。(2)积极与学生们友好相处，参加班级活动，了解学生情况，在原班主任.本文来自公务员之家，查看正文请使用公务员之家站内搜索查看正文。第五篇:英语教育实习总结回首这两个月来，真的是酸甜苦辣什么滋味都有。而正是这些滋味见证了自己一点点的进步。从刚到这个班时学生们热烈的掌声来欢送我的时刻开始，心里的甜的，他们都是一群很活泼的孩子，虽然还不太懂事，但是如果老师细心知道他们也会认真听。少数学生还会成天跟在