基于FPGA的LED点阵系统控制器的设计与实现
发布时间：2019-09-22 13:19
【摘要】：为了适应不同场合对LED点阵控制器的需求,实现能方便调整控制器的各种功能参数,介绍一种基于FPGA器件,以FSM方式实现的LED点阵系统控制器。该控制器的主要控制电路都在一个FPGA器件中综合实现,内部主要由串口通信模块、双口RAM模块、显示数据处理与传输模块、工作时钟发生器模块等四大模块构成。双口RAM模块由可参数化宏功能模块定制而成,其他模块以Verilog语言描述内部逻辑。控制器与驱动电路之间采用08接口相连,控制器与PC监控中心通过RS-232串口形式进行数据传输。通过在Quartus II平台上仿真及下载验证,控制器能实时地接收串口数据,实现文字和位图的显示功能。该控制器具有硬件简洁、扩展方便、可靠性高等优点。
【图文】：
１引言随着ＬＥＤ技术的不断发展，ＬＥＤ显示屏以其可靠性高、使用寿命长、亮度高、色彩丰富、大小定制方便等优越性被广泛应用于车站、商尝银行、医院等场所。由于ＬＥＤ显示屏的形状和应用场合的不同使它的种类极其丰富，因此对不同屏体的控制方式会有广泛而深入的设计与研究需求。ＦＰＧＡ是高速数字系统设计与实现的一大利器，以其为核心实现的点阵控制器具有数据处理量大、实时性高、控制更加灵活、运行更加稳定等优点［１］。本文介绍了一种基于ＦＰＧＡ器件以ＦＳＭ方式实现的控制方法，所控制的ＬＥＤ显示屏可应用于银行和医院的叫号系统中。２ＬＥＤ点阵系统的框架ＬＥＤ点阵系统主要由ＬＥＤ点阵模块及其驱动电路、基于ＦＰＧＡ的ＬＥＤ点阵控制器、ＰＣ机监控终端及应用软件三大部分构成。图１是一个ＬＥＤ点阵系统的总体结构，其中控制器负责接收、转换和处理点阵显示数据，并将显示数据以特定的时序传输给驱动电路，，是ＬＥＤ点阵系统的核心部分［２］。它的性能直接决定了显示屏的显示效果以及整个系统的稳定性。图１ＬＥＤ点阵系统的总体结构Ｆｉｇ．１ＧｒｏｓｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＬＥＤｍａｔｒｉｘｓｙｓｔｅｍ３ＬＥＤ点阵控制器模块设计本控制器将完成一个分辨率为１２８×６４的双基色ＬＥＤ显示屏的控制，其中单元板为６４×３２显示像素，１／１６扫描方式。设计可以完成４行１６×１６的汉字或１６×８的字符的显示任务。控制器整体采用顶层原理图输入设计方式［３］。根据控制器所应完成的功能将由ＦＰＧＡ完成的部分划分成串口通信模块、双口ＲＡＭ模块、显示
１引言随着ＬＥＤ技术的不断发展，ＬＥＤ显示屏以其可靠性高、使用寿命长、亮度高、色彩丰富、大小定制方便等优越性被广泛应用于车站、商尝银行、医院等场所。由于ＬＥＤ显示屏的形状和应用场合的不同使它的种类极其丰富，因此对不同屏体的控制方式会有广泛而深入的设计与研究需求。ＦＰＧＡ是高速数字系统设计与实现的一大利器，以其为核心实现的点阵控制器具有数据处理量大、实时性高、控制更加灵活、运行更加稳定等优点［１］。本文介绍了一种基于ＦＰＧＡ器件以ＦＳＭ方式实现的控制方法，所控制的ＬＥＤ显示屏可应用于银行和医院的叫号系统中。２ＬＥＤ点阵系统的框架ＬＥＤ点阵系统主要由ＬＥＤ点阵模块及其驱动电路、基于ＦＰＧＡ的ＬＥＤ点阵控制器、ＰＣ机监控终端及应用软件三大部分构成。图１是一个ＬＥＤ点阵系统的总体结构，其中控制器负责接收、转换和处理点阵显示数据，并将显示数据以特定的时序传输给驱动电路，是ＬＥＤ点阵系统的核心部分［２］。它的性能直接决定了显示屏的显示效果以及整个系统的稳定性。图１ＬＥＤ点阵系统的总体结构Ｆｉｇ．１ＧｒｏｓｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＬＥＤｍａｔｒｉｘｓｙｓｔｅｍ３ＬＥＤ点阵控制器模块设计本控制器将完成一个分辨率为１２８×６４的双基色ＬＥＤ显示屏的控制，其中单元板为６４×３２显示像素，１／１６扫描方式。设计可以完成４行１６×１６的汉字或１６×８的字符的显示任务。控制器整体采用顶层原理图输入设计方式［３］。根据控制器所应完成的功能将由ＦＰＧＡ完成的部分划分成串口通信模块、双口ＲＡＭ模块、显示
【作者单位】： 南京工程学院创新学院;
【基金】：南京工程学院青年科研基金项目(No.QKJB2011024)
【分类号】：TN873;TP273
本文编号：2540010
【图文】：
１引言随着ＬＥＤ技术的不断发展，ＬＥＤ显示屏以其可靠性高、使用寿命长、亮度高、色彩丰富、大小定制方便等优越性被广泛应用于车站、商尝银行、医院等场所。由于ＬＥＤ显示屏的形状和应用场合的不同使它的种类极其丰富，因此对不同屏体的控制方式会有广泛而深入的设计与研究需求。ＦＰＧＡ是高速数字系统设计与实现的一大利器，以其为核心实现的点阵控制器具有数据处理量大、实时性高、控制更加灵活、运行更加稳定等优点［１］。本文介绍了一种基于ＦＰＧＡ器件以ＦＳＭ方式实现的控制方法，所控制的ＬＥＤ显示屏可应用于银行和医院的叫号系统中。２ＬＥＤ点阵系统的框架ＬＥＤ点阵系统主要由ＬＥＤ点阵模块及其驱动电路、基于ＦＰＧＡ的ＬＥＤ点阵控制器、ＰＣ机监控终端及应用软件三大部分构成。图１是一个ＬＥＤ点阵系统的总体结构，其中控制器负责接收、转换和处理点阵显示数据，并将显示数据以特定的时序传输给驱动电路，，是ＬＥＤ点阵系统的核心部分［２］。它的性能直接决定了显示屏的显示效果以及整个系统的稳定性。图１ＬＥＤ点阵系统的总体结构Ｆｉｇ．１ＧｒｏｓｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＬＥＤｍａｔｒｉｘｓｙｓｔｅｍ３ＬＥＤ点阵控制器模块设计本控制器将完成一个分辨率为１２８×６４的双基色ＬＥＤ显示屏的控制，其中单元板为６４×３２显示像素，１／１６扫描方式。设计可以完成４行１６×１６的汉字或１６×８的字符的显示任务。控制器整体采用顶层原理图输入设计方式［３］。根据控制器所应完成的功能将由ＦＰＧＡ完成的部分划分成串口通信模块、双口ＲＡＭ模块、显示
１引言随着ＬＥＤ技术的不断发展，ＬＥＤ显示屏以其可靠性高、使用寿命长、亮度高、色彩丰富、大小定制方便等优越性被广泛应用于车站、商尝银行、医院等场所。由于ＬＥＤ显示屏的形状和应用场合的不同使它的种类极其丰富，因此对不同屏体的控制方式会有广泛而深入的设计与研究需求。ＦＰＧＡ是高速数字系统设计与实现的一大利器，以其为核心实现的点阵控制器具有数据处理量大、实时性高、控制更加灵活、运行更加稳定等优点［１］。本文介绍了一种基于ＦＰＧＡ器件以ＦＳＭ方式实现的控制方法，所控制的ＬＥＤ显示屏可应用于银行和医院的叫号系统中。２ＬＥＤ点阵系统的框架ＬＥＤ点阵系统主要由ＬＥＤ点阵模块及其驱动电路、基于ＦＰＧＡ的ＬＥＤ点阵控制器、ＰＣ机监控终端及应用软件三大部分构成。图１是一个ＬＥＤ点阵系统的总体结构，其中控制器负责接收、转换和处理点阵显示数据，并将显示数据以特定的时序传输给驱动电路，是ＬＥＤ点阵系统的核心部分［２］。它的性能直接决定了显示屏的显示效果以及整个系统的稳定性。图１ＬＥＤ点阵系统的总体结构Ｆｉｇ．１ＧｒｏｓｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＬＥＤｍａｔｒｉｘｓｙｓｔｅｍ３ＬＥＤ点阵控制器模块设计本控制器将完成一个分辨率为１２８×６４的双基色ＬＥＤ显示屏的控制，其中单元板为６４×３２显示像素，１／１６扫描方式。设计可以完成４行１６×１６的汉字或１６×８的字符的显示任务。控制器整体采用顶层原理图输入设计方式［３］。根据控制器所应完成的功能将由ＦＰＧＡ完成的部分划分成串口通信模块、双口ＲＡＭ模块、显示
【作者单位】： 南京工程学院创新学院;
【基金】：南京工程学院青年科研基金项目(No.QKJB2011024)
【分类号】：TN873;TP273
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