基于FPGA的LED-6×6点阵汉字显示设计终搞

令狐采学创作

基于FPGA的LED显示屏的设计

令狐采学

丁莹莹

（陕西理工学院物理与电信工程学院通信工程专业级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语言法度设计办法。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 display based on FPGA

Ding Yingying

(Grade10,Class3,Major of Communication Engineering，School of Physics and Telecommunication Engineering , Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003,Shaanxi)

Tutor: Zhen Zhengbing

[Abstract]Primary research is based on FPGA, Led

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Scrolling dot matrix characters. First described 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. Through 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 dotmatrix; FPGA; VHDL language; character scrolling displa

目录

第一章前言1

1.1本设计的研究布景和研究目的1

1.2LED点阵显示特点1

1.3FPGA设计的特点1

第二章系统设计3

2.1设计任务与要求3

2.1.1设计任务3

2.1.2设计要求3

2.2设计原理3

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2.2.1总体设计计划3

2.2.2计划的比较4

2.3扫描控制模块4

2.3.1 LED的显示原理4

2.3.2汉字的存储5

2.4汉字显示5

2.4.1列循环扫描5

2.4.2字符样式设计6

2.4.3字母循环扫描及期间的延时环节9 2.5整个完整的法度9

第三章系统调试与仿真14

3.1开发环境介绍14

3.2调试与仿真14

3.2.1 创建工程14

3.2.2 编译前设置14

3.2.3 全程编译16

3.2.4时序仿真17

第四章结束语18

报答辞18

参考文献18

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1．引言

目前，在机场、饭店等很多公共场合都能看到美观、实用的电子显示屏，它以高清、节能、控制简单、寿命长、耐冲击、性能稳定、本钱昂贵、环保等优势迅速占领市场。

作为年夜型平板显示设备的一种LED显示屏以其使用寿命长、维护用度低、功耗高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较年夜的产品。寿命、单位面积亮度、三基色的偏差水平、点距、比较度、灰度品级(包含灰度级数和线性度)、扫描频率等指标性能是衡量或横向比较年夜型显示设备好坏的标准。而这些指标性能的优劣,很年夜水平上决定于扫描控制器的性能。因此对年夜屏幕全彩LED显示扫描控制办法的研究有着重要的意义。随着显示屏尺寸的扩年夜、亮度要求的增加,数据传输和控制的时间也会增加，如果仍然采取单片机作为控制器，将会影响显示效果，严重时可能无法正常工作，然而，这时若采取可编程逻辑器件作为控制器，则可解决这一难题。一方面，随着微电子技术的成长和生产工艺的提高，器件的性能年夜有很年夜的提高，呈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，在年夜屏幕显示系统设计中使用FPGA可以满足现在的LED 年夜屏幕系统对处理视频数据的高速要求，同时改良电路的性能，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，它使系统的设计和调试很是便利，年夜年夜的缩短了产品的开发周期，降低了开发本钱，也便利以后的系统升级。

(1)研究现状

LED照明成长很是迅速，年增长率超出60%,随着LED发光效率的不竭提升，封装技术不竭改进，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照明财产将饰演极重要的角色，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，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年夜、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，户外照明约占12%，则具有相昔时夜的生长空间，尤其以占有全球38%户外照明的中国市场为最。另外，值得关注的部分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财产中快速生长的第一棒。预估在欧美优先领起的趋势中，全球可达到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驱动器技术的成长体现在两个方面：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驱动器能高效替代高压卤素灯。以上两种应用需要为LED提供电能及热能呵护，以增加其耐用性。其他成长趋势还包含优化驱动器以提供最佳功效，并不是将电流最年夜化。

基于FPGA芯片控制全彩LED年夜屏幕图像显示系统系统设计随着数字技术的飞速成长，各种数字显示屏也随即涌现出来有LED、LCD、DLP等，各种数字年夜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。尽管年夜尺寸液晶显示在未来的几年还有相昔时夜的市场份额，但针对年夜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，可以将庞杂的控制技术和信号处理技术融合到背光源技术中，目前的做法是采取FPGA，各家均有不合的算法和控制办法。随着背光技术和数字电视技术的成长，背光

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的控制算法及驱动办法的规范化，为了降低本钱，将背光控制单位、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)成长趋势

高亮度LED 为未来趋势：高亮度LED 的三年夜市场为：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、标的目的灯及车边标识灯，可使用红色或黄色高亮度LED，而汽车仪表板上则需要各种颜色的高亮度LED，故汽车市场商机庞年夜。

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 …… 此处隐藏：12296字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……