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1、基于FPGA的LED点阵显示系统,Based on FPGA LED matrix display system,引言,随着社会科技的进步和传媒事业的发展，LED显示屏得到广泛的运用，并得到迅速发展，这是与它本身所具有的优点分不开的。它的优点概况起来是：LED显示屏具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强，而且能显示动态画面和文字等优点。它已广泛的用于公交汽车、商店、体育场馆、车站、学校、银行、高速公路等公共场所的信息发布和广告宣传。,系统功能,该系统设计所实现的是在6432的点阵屏上显示任何汉字及图象，能够对显示内容的颜色进行控制，本设计中辉度调节是通过按键实现
2、的，辉度可以达到256级可调，由于256级中相邻两子级的辉度不太明显，所以本次为了演示的方便，我们只截取了其中16个具有代表性的辉度来进行演示。对于滚屏还可以实现速度可控，本设计中速度调节是通过按键实现的，可实现8级调速。,电路设计,本次设计采用CPLD为控制核心，6432的LED点阵作为显示屏。设计主要实现文字的显示，并可实现移动，能够实现都文字连续显示。,电路设计,本LED显示系统主要由ALTERA公司的EPM1270系列的CPLD作为主控单元，行控制选用74HC138芯片，列数据传输选用串入并出器件，74164和74595功能相仿，都是8位串行输入转并行输出移位寄存器。74164的驱动电
3、流(25mA)比74595(35mA)的要小，14脚封装，体积也小一些，而且74595的主要优点是具有数据存储寄存器，在移位的过程中，输出端的数据可以保持不变，数码管没有闪烁感。与164只有数据清零端相比，595还多有输出端时能/禁止控制端，可以使输出为高阻态。,CPLD系统模块,该模块为此设计的控制电路，其功能是将预存在程序中一些数据通过控制电路将其显示在LED屏上，可以显示图像，汉字等，显示的方式多种多样：有擦除式，有滚动式，并且其显示辉度和速度均可调节,（附）硬件电路组成框图,点阵屏驱动模块,点阵屏驱动模块列控制主要由32块74HC595组成，4块74HC138构成输出为32位，以控制点
4、阵屏的行。74HC595具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能，移位寄存器和存储寄存器是分别的时钟，数据在SHcp的上升沿输入，在STcp的上升沿进入存储寄存器中去。如果两个时个钟连在一起，则移位寄存器总是比存储器早一个脉冲。移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），一个串行输出（Q7）和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具有三态的总线输出，当使能（OE）为低电平是，存储寄存器的数据输出到总线。74HC595的主要优点是具有数据存储寄存器，在移位的过程中，输出端的数据可以保持不变，起引脚接线图如3-4所示。这在串行速度慢的场合很有用处，数码管没有闪烁感。,(附)LED点阵屏原
5、理图,LED点阵显示屏模块说明,我们选用的是共阳极双色点阵显示屏，电路原理图如下3-2所示，该种显示屏共有24个引脚，其中为行控制端，低电平导通；56789101112为绿色控制端；为红色控制端。该模块的功能是为了显示文字的信息，因此也是本设计的主要模块，此点阵屏拥有6432点，是由32个88的LED点阵组成，可同时显示8个汉字。行由4片74HC138来控制，列数据传输选用32片74HC595，同时74HC245控制LED灯列的颜色变化。,汉字的点阵显示原理及字库代码获取方法,我们以中文宋体字库为例，每一个字由16行16列的点阵组成显示。我们可以把每一个点理解为一个象素，而把每一个字的字形理解
6、为一幅图像。事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字，也可以显示图形。为了弄清楚汉字的点阵组成规律，首先通过列扫描方法获取汉字的代码。首先将32行分成16位的上、下两部分，由于LED模块是共阳的，所以把发光的象素位编为0不发光的象素位为1的十六进制代码。,成品效果演示,将预存在程序中一些数据通过控制电路将其显示在LED屏上，可以显示图像，汉字等，显示的方式多种多样：有擦除式，有滚动式，并且其显示辉度和速度均可调节。我们所汇编的字编代码 为“南京工程学院”。无论显示何种字体或图像，都可以用这个方法来分析出它的扫描代码从而显示在屏幕上。,致谢,首先，我们要感谢陆XX老师的悉心指导，正是由于他的指导我们才能够得以顺利完成作品，特别是在初期阶段，给我们指明了方向，有问题时和我们一起熬到很晚。他丰富的专业知识，严谨的态度，孜孜不倦的工作精使我们受益匪浅。在此，我们一组对陆XX老师表示最衷心的感谢!其次我们要感谢自动化学院的几位学长们，是他们让我们了解了更多！最后，感谢学校组织的“飞兆杯”电子竞赛，给我们提供平台，让我们得以将所学知识运用到实践中。此外，我还要对在这次设计中，帮助和支持我们的其他同学，表示感谢！,
