【正文】 ．使用計(jì)算機(jī)端的取模軟件生成圖像數(shù)據(jù)。 設(shè)計(jì)要求說(shuō)明 1. 要求所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能控制 寬 512 、長(zhǎng) 256 點(diǎn)的 LED 雙色標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)陣屏。對(duì)于雙基色 LED 顯示屏，組織顯示數(shù)據(jù)時(shí)可將紅色掃描線(xiàn)對(duì)應(yīng)于 DO、 D D D6；而將綠色掃描線(xiàn)對(duì)應(yīng)于 D DD D7，即用一個(gè)字節(jié)中的兩位 (DO 和 D D2 和 D D4 和 D5 及 D6 和 D7)表示 LED顯示屏上的一個(gè)點(diǎn)，其余與單色 LED 顯示屏完全一致。設(shè)： 顯示屏的寬度 Lw=256 顯示屏的高度 Lh=128 兩條掃描線(xiàn)之間的掃描寬度為 Sw=16(一條掃描線(xiàn)對(duì)應(yīng)于 16 行 ) 顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器字節(jié)地址為 i，字節(jié)中的位地址用 J 表示， j=0， l， ?， 7，分別對(duì)應(yīng) DO， D1， D2…D7 此時(shí)有以下約束條件成立： i=0， 1， ?， Lw 一 1 X=0， 1， ?， Lw 一 1 Y=0， l， ?， Lh 一 1 當(dāng)已知 i、 J 計(jì)算 X、 Y 時(shí)，由于每個(gè)數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度為 Lw，因此存儲(chǔ)單元地址對(duì) Lw取模的結(jié)果為該單元對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)在數(shù)據(jù)塊內(nèi)的偏移量，即 X 坐標(biāo)值；而存儲(chǔ)單元的位地址與掃描線(xiàn)具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，且每條掃描線(xiàn)的掃描寬度為 Sw，所以乘積 (jXSw)為第 J條掃描線(xiàn)對(duì)應(yīng)的起始行坐標(biāo)，同時(shí) i 整除 Lw 的結(jié)果為第 J 條掃描線(xiàn)相對(duì)于其起始掃描行的行偏移量。 以屏幕左上角像素點(diǎn)為原點(diǎn)、水平方向自左至右為 X 軸、垂直方向由上至下為 Y 軸 建立坐標(biāo)系，根據(jù)顯示數(shù)據(jù)連續(xù)排列的原則和靜態(tài)顯示的要求將顯示數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中排列成如表 512 所示的形式 表 512 靜態(tài)數(shù)據(jù)地址宇板位置對(duì)應(yīng)關(guān)系 第一列 L1 L2 L3 第一列 L4 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 第一行R1 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 ? ? ? 23 24 25 26 27 28 29 30 31 2 32 33 34 35 36 37 38 39 40 ? ? ? 55 56 57 58 59 60 61 62 63 3 64 65 66 67 68 69 70 71 72 ? ? ? 87 88 89 90 91 92 93 94 95 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 15 448 449 450 451 452 453 454 455 456 ? ? ? 471 472 473 474 475 476 477 478 479 16 480 481 482 483 484 485 486 487 488 ? ? ? 503 504 505 506 507 508 509 510 511 第二行R2 1 512 513 514 515 516 517 518 519 520 ? ? ? 535 536 537 538 539 540 541 542 543 2 544 545 546 547 548 549 550 551 552 ? ? ? 567 568 569 570 571 572 573 574 575 3 576 577 578 579 580 581 582 583 584 ? ? ? 599 600 601 602 603 604 605 606 607 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 貴州民族學(xué)院 理學(xué)院 畢業(yè)論文 23 15 960 961 962 963 964 965 966 967 968 ? ? ? 983 984 985 986 987 988 989 990 991 16 992 993 994 995 996 997 998 999 1000 ? ? ? 1015 1016 1017 1018 1019 1020 1021 1022 1023 第三行R3 1 1024 1025 1026 1027 1028 1029 1030 1031 1032 ? ? ? 1047 1048 1049 1050 1051 1052 1053 1054 1055 2 1056 1057 1058 1059 1060 1061 1062 1063 1064 ? ? ? 1079 1080 1081 1082 1083 1084 1085 1086 1087 3 1088 1089 1090 1091 1092 1093 1094 1095 1096 ? ? ? 1111 1112 1113 1114 1115 1116 1117 1118 1119 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 15 1472 1473 1474 1475 1476 1477 1478 1479 1480 ? ? ? 1495 1496 1497 1498 1499 1500 1501 1502 1503 16 1504 1505 1506 1507 1508 1509 1510 1511 1512 ? ? ? 1527 1528 1529 1530 1531 1532 1533 1534 1535 第四行R4 1 1036 1037 1038 1039 1040 1041 1042 1043 1044 ? ? ? 1059 1060 1061 1062 1063 1064 1065 1066 1067 2 1068 1069 1070 1071 1072 1073 1074 1075 1076 ? ? ? 1091 1092 1093 1094 1095 1096 1097 1098 1099 3 1100 1101 1102 1103 1104 1105 1106 1107 1108 ? ? ? 1123 1124 1125 1126 1127 1128 1129 1130 1131 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 15 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 ? ? ? 2021 2008 2009 2010 2021 2012 2013 2014 2015 16 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 ? ? ? 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 此時(shí)屏幕上任何一個(gè)像素點(diǎn)唯一地映射到某存儲(chǔ)單元的某一位。所以對(duì) LED 顯示屏而言，無(wú)論需要什么樣的顯示效果，為了達(dá)到顯示數(shù)據(jù)輸出速度最快的目的，其數(shù)據(jù)組織都應(yīng)遵循以下基本原則：根據(jù)多掃描線(xiàn)工作方式的特點(diǎn)，顯示數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)按照單元板串行移位寄存器組的移位先后順序在存儲(chǔ)器中連續(xù)排列，即 LED 顯示屏每一行的顯示數(shù)據(jù)順序排列在存儲(chǔ)器中；并且在可能的情況下將每一行顯示 數(shù)據(jù)排列后形成的數(shù)據(jù)塊也按掃描行的掃描順序連續(xù)排列。因此，本章將從多掃描線(xiàn)的角度對(duì) LED 顯示屏顯示數(shù)據(jù)的組織方法進(jìn)行探討，以便為顯示屏控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供更好的支持。貴州民族學(xué)院 理學(xué)院 畢業(yè)論文 21 第五章 數(shù)據(jù)的組織方法 在第三章中已經(jīng)完成了 LE 控制在理論上的分析與論述，而數(shù)據(jù)的組織對(duì)于 LED 彩色顯示屏顯示控制系統(tǒng)也是非常關(guān)鍵的技術(shù)之一。設(shè)計(jì)者可以從開(kāi) 關(guān)級(jí)、門(mén)級(jí)、 RTL 或行為級(jí)等各個(gè)層次對(duì)電路模型進(jìn)行定義 絕大多數(shù)的綜合工具都支持 Verilog HDL，這一點(diǎn)是 Verilog HDL 成為設(shè)計(jì)者的首選語(yǔ)言的重要原因之一。 時(shí)序仿真的結(jié)果更為接近真實(shí)器件的運(yùn)行特征，因此仿真文件都必須是針對(duì)具體 的器件的適配測(cè)試結(jié)果，而且仿真的耗時(shí)較長(zhǎng)。 綜合 ： 綜合是將由硬件描述語(yǔ)言表述的電路行為轉(zhuǎn)換為地級(jí)的、可綜合的邏輯器件結(jié)構(gòu)映射的網(wǎng)表文件或電路連接圖。（ 3） 、Quartus Ⅱ不僅可以利用第三方綜合工具（如 Leonardo Specreum、 Synplify Pro、FPGACompilerⅡ）支持第三方仿真工具（如 ModelSim），而且與 MATLAB 和 DSP Builder結(jié)合可以進(jìn)行基于 FPGA 的 DPS 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和 32 位 Nios Ⅱ軟核的嵌入式設(shè)計(jì)。當(dāng)然還有許多其它類(lèi)型器件，如： Lattice， Vantis， Actel， Quicklogic， Lucent 等。這樣的 FPGA／ CPLD實(shí)際上就是一個(gè)子系統(tǒng)部件，這種芯片受到世界范圍內(nèi)電子工程設(shè)計(jì)人員的廣泛關(guān)注和普遍歡迎。隨著芯片技術(shù)的不斷提高， PLD 器件的種類(lèi)也越來(lái)越多，目前應(yīng)用較為廣泛的PLD 主要有 CPLD 和 FPGA 兩大類(lèi)。當(dāng)設(shè)計(jì)者完成編程過(guò)程后，根據(jù)不同 PLD 器件的特點(diǎn)，共有兩種寫(xiě)入方式，一種是下載，一種是配置。雙色 LED 單元板等效電路框圖如圖 1(c)所示。上下半屏分別由 2 組用 74HC595 串行移位寄存器實(shí)現(xiàn)紅色、綠色顯示數(shù)據(jù)的列輸入，在圖 1(a)所示的 64 32 標(biāo)準(zhǔn) LED 單元板中，每組串行移位寄存器中有 8 個(gè) 74HC595級(jí)聯(lián)， 4 組共用了 32 個(gè) 74HC595。本次研究的是由 8X8 的雙基色 LED點(diǎn)陣顯示單元拼接而成的 32 行 X 256 列的條屏，由 128 塊點(diǎn)陣顯示單元，按 4 X 32 塊的單元板 (從廠家購(gòu)買(mǎi) )方式組成。根據(jù)需要設(shè)計(jì)好 合適的數(shù)據(jù)文件，每個(gè) LED 發(fā)光器件占據(jù)數(shù)據(jù)中的一位，在需要該 LED 器件發(fā)光時(shí)數(shù)據(jù)中相應(yīng)的位填 1，否則填 0，這樣依照所需顯示的文字，按顯示屏的各行各列逐點(diǎn)填寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)，就可以得到滿(mǎn)意的顯示效果。該系統(tǒng)采用的掃描驅(qū)動(dòng)方式，是通過(guò)數(shù)字邏輯電路，使若干 LED器件輪流導(dǎo)通。首先，要想獲得與直流驅(qū)動(dòng)方式相當(dāng)?shù)陌l(fā)光強(qiáng)度，脈沖驅(qū)動(dòng)電流的平均值 I 就應(yīng)該與直流驅(qū)動(dòng)的電流值相同。 恒流驅(qū)動(dòng) 恒流驅(qū)動(dòng)基本上克服了器件分散性的影響，由于三極管的輸出特性具有恒流的性質(zhì)，所以可采用晶體管驅(qū)動(dòng) LED，如圖 25 是用三極管進(jìn)行恒流驅(qū)動(dòng)的原理圖， LED 的導(dǎo)通電流與 LED 本身無(wú)關(guān)，取決于外部參數(shù)，其正向電流是： ebebecf R VVIII ???? () 圖 25 LED 恒流驅(qū)動(dòng) 貴州民族學(xué)院 理學(xué)院 畢業(yè)論文 14 脈沖驅(qū)動(dòng) 利用人 眼的視覺(jué)惰性，采用向 LED 重復(fù)通斷的方式使其點(diǎn)亮，就是脈沖驅(qū)動(dòng)方式。 LED 器件的驅(qū)動(dòng)原理 從 LED 器件的發(fā)光機(jī)理可以看出，當(dāng)向 LED 器件施加正向電壓時(shí)，流過(guò)器件的正向電流使其發(fā)光，因此 LED 的驅(qū)動(dòng)就是要使它的 PN 結(jié)處于正向偏置，其具體的驅(qū)動(dòng)方式有以下幾種 [11]： 直流驅(qū)動(dòng) 直流驅(qū)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)方法，就是通過(guò)穩(wěn)定電源，經(jīng)限流電阻為發(fā)光二極管 LED 提供電流的方法。圖 24給出了由 AGaAsP(N)、 BGaP(N)和 CGaP(ZnO)三種不同半導(dǎo)體材料制成的 LED 器件的電流與發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系曲線(xiàn) [2]。下面就以其主要的特性曲線(xiàn)作簡(jiǎn)單介紹 [2]。當(dāng)在 PN 結(jié)上加以正向電壓之后， P 區(qū)的空穴注入至 N 區(qū)， N 區(qū)的電子注入至 P區(qū)，相互注入的電子與空穴相遇后即產(chǎn)生復(fù)合，這些少數(shù)載流子在