【正文】 以8位(字節(jié)模式)或16位(字模式)數(shù)據(jù)寬度的方式工作。此外，由于程序可以直接在FLASH中運(yùn)行，因而節(jié)省了引導(dǎo)加載步驟，減少了高成本FLASH的容量，節(jié)省了系統(tǒng)空間和功耗。VCC接 。通常 RS232 接口以9個(gè)接腳 (DB9) 或是25個(gè)接腳 (DB25) 的型態(tài)出現(xiàn)，一般個(gè)人計(jì)算機(jī)上會(huì)有兩組 RS232 接口，分別稱為 COM1 和 COM2。TD工(引腳5):測(cè)試數(shù)據(jù)串行輸入。GND(引腳14):接地。標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口是4根線連接:TMS、TCK、TDI、TDO，分別為測(cè)試模式選擇、測(cè)試時(shí)鐘、測(cè)試數(shù)據(jù)輸入和測(cè)試數(shù)據(jù)輸出。此外，ARM外部擴(kuò)展了一片F(xiàn)LASH(Am29LV160D)，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)器是一種可在系統(tǒng)進(jìn)行電擦寫(xiě)、掉電后信息不丟失的存儲(chǔ)器。VFLASH(AM29LV160D)SRAMIS61LV25616電源電路外圍接口RS232/485轉(zhuǎn)換器JTAG接口電路SPI總線時(shí)鐘/日歷芯片LPC244 圖41 ARM電路原理框圖。最適用于運(yùn)行實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)的核。SecurCore是第5個(gè)產(chǎn)品系列，是專門為安全設(shè)備而設(shè)計(jì)的。（3）全球眾多的合作伙伴。ARM公司是設(shè)計(jì)公司，是知識(shí)產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商，本身不生產(chǎn)芯片，靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)許可由合作伙伴來(lái)生產(chǎn)各具特色的芯片。1990年成立了Advanced RISC Machines Limited(后來(lái)簡(jiǎn)稱為ARM Limited，ARM公司)。本設(shè)計(jì)中，安裝了光傳感器，因此可以根據(jù)光傳感器測(cè)得的環(huán)境光亮度，程序自動(dòng)調(diào)整亮度寄存器的數(shù)據(jù)值，從而獲得最佳的顯示效果。亮度數(shù)據(jù)信號(hào)按照亮度控制信號(hào)的時(shí)序要求串行發(fā)送亮度數(shù)據(jù)信息。另一方面，LED屏耗電量較大，一般為幾十到幾百千瓦，控制亮度可以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，而且對(duì)降低功耗有重要意義。從圖像處理角度看，可以把像素間光強(qiáng)不均看成是一種非隨機(jī)變化的靜態(tài)噪聲，可以利用圖像處理中的圖像平滑技術(shù)來(lái)進(jìn)行像素間光強(qiáng)均衡處理。因此同一批LED產(chǎn)品光強(qiáng)最大值與最小值之比RL可達(dá)三倍以上。LED顯示屏的廣泛應(yīng)用與高速發(fā)展也對(duì)LED顯示屏的控制系統(tǒng)提出了更高的要求，尤其是用圖像處理的方法解決發(fā)光二極管本身的工藝缺陷。為了克服低照度段圖像偏暗的缺點(diǎn)，圖像傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了預(yù)補(bǔ)償辦法，即校正。雖然帶有γ值的電視在數(shù)字時(shí)代工作得很好，尤其是在特定環(huán)境下創(chuàng)建的圖像在相同環(huán)境下工作，可是在其他環(huán)境下工作時(shí)，往往會(huì)使顯示的圖像讓人看起來(lái)顯得太亮或者太暗，因此在可能條件下就要做γ校正。PAL和SECAM電視標(biāo)準(zhǔn)指定攝像機(jī)需要具有γ＝1/＝，但這個(gè)數(shù)值已顯得太小，因此實(shí)際的攝像機(jī)很可能會(huì)設(shè)置成γ＝。用戶對(duì)發(fā)光的磷光材料的特性可能無(wú)能為力去改變，因而也很難改變它的γ值。還有一種環(huán)境稱為中間環(huán)境的“暗淡環(huán)境”，這種環(huán)境就像房間中的其他東西能夠看到，但比圖像中白色部分的亮度更暗。 當(dāng)這種再生圖像在“明亮環(huán)境”下，也就是在其他白色物體的亮度與圖像中白色部分的亮度幾乎相同的環(huán)境下觀看時(shí)，γ＝1的系統(tǒng)的確可使圖像看起來(lái)像“原始場(chǎng)景”一樣。如果所有部件都有冪函數(shù)的轉(zhuǎn)換特性，那么整個(gè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)就是一個(gè)冪函數(shù)，它的指數(shù)γ等于所有單個(gè)部件的γ的乘積。按照慣例，“輸入”和“輸出”都縮放到0～1之間。串行數(shù)據(jù)流速率是并行數(shù)據(jù)速率的16倍，所以系統(tǒng)選用高速靜態(tài)SRAM以滿足要求。當(dāng)A幀存儲(chǔ)器用于圖像的掃描時(shí)，B幀存儲(chǔ)器用于圖像數(shù)據(jù)接收和緩存；反之，當(dāng)A幀存儲(chǔ)器用于圖像的接收和緩存時(shí)，B幀存儲(chǔ)器用于圖像的掃描顯示。因?yàn)長(zhǎng)ED大屏幕顯示是高速連續(xù)進(jìn)行的，特別在播放視頻信號(hào)時(shí)，不但要求實(shí)時(shí)完成圖像的高速掃描，還要接收新的數(shù)據(jù)，以便更新屏幕。只要屏幕的刷新頻率在50Hz以上，人眼就不會(huì)感到閃爍?，F(xiàn)在超大規(guī)模LED功能驅(qū)動(dòng)IC出現(xiàn)后，不但設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本也大幅度降低。 信息刷新原理根據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)刷新的原理不同，LED顯示屏刷新方式可分為鎖存型和掃描型兩種類型。但這些數(shù)據(jù)不能直接用于LED掃描顯示，必須經(jīng)過(guò)時(shí)序譯碼，才能轉(zhuǎn)換為含有灰度信息的由“0”和“1”組成的編碼序列，以供掃描顯示使用。我國(guó)擁有巨大的照明工業(yè)和照明市場(chǎng)，在半導(dǎo)體發(fā)光器件領(lǐng)域，我國(guó)與世界先進(jìn)水平差距較小，我國(guó)自主研制的第一個(gè)LED比世界上第一個(gè)LED僅僅晚幾個(gè)月，整體技術(shù)水平也只比發(fā)達(dá)國(guó)家相差3年左右。有機(jī)LED顯示屏的單個(gè)元素反應(yīng)速度是LCD液晶屏的1000倍，在強(qiáng)光下也可以照看不誤，并且適應(yīng)零下40度的低溫。以往，在城市的夜空中，最妖嬈的也許就數(shù)霓虹燈了，但是由于霓虹燈最容易損壞，我們常?？吹?，霓虹燈顯示的畫(huà)面和文字總是“缺胳膊掉腿”。LED不僅可用于大型廣告顯示屏，還可以用于建筑和交通照明。在我國(guó)各大城市，已經(jīng)到處可見(jiàn)LED的眩目光彩，LED正在改變我們的生活和工作環(huán)境。其中，液晶顯示器不但在中小屏幕顯示中代替了CRT，而且也快速地進(jìn)入了計(jì)算機(jī)顯示領(lǐng)域；而LED顯示屏則逐漸在超大屏幕圖像顯示領(lǐng)域發(fā)揮了其自身的技術(shù)特點(diǎn)，應(yīng)用于各類大型的公共場(chǎng)所，如火車站、大型廣場(chǎng)和體育中心。例如在LED顯示屏上需要LEDll熄滅，LED21點(diǎn)亮，那么當(dāng)掃描到Hl行時(shí)，L1列的電位就應(yīng)該為高。也可以按列掃描，按行控制。脈沖驅(qū)動(dòng)的主要應(yīng)用有兩個(gè)方面:掃描驅(qū)動(dòng)和占空比驅(qū)動(dòng)。如圖22所示，平均電流Ia是瞬時(shí)電流i的時(shí)間積分。由于三極管Vbe的分散性比放大倍數(shù)β的分散性要小，所以各LED器件的正向電流在其Vb與Re相同的情況下，基本上可以保證是一致的。恒流驅(qū)動(dòng)基本上克服了器件分散性的影響。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。它是自發(fā)輻射發(fā)光，不需要較高的注入電流產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，也不需要光學(xué)諧振腔，發(fā)射的是非相干光。我們知道，發(fā)光是一種能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。:LED光源可利用紅、綠、藍(lán)三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使用三種顏色具有256級(jí)灰度并任意混合，從而形成不同光色的組合變化多端，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種圖像。其主要特點(diǎn)是::固體冷光源，環(huán)氧樹(shù)脂封裝，燈體內(nèi)也沒(méi)有松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)達(dá)6萬(wàn)到10萬(wàn)小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長(zhǎng)10倍以上，降低維修率和維修成本。4）實(shí)現(xiàn)對(duì)彩色LED的亮度、灰度的控制和調(diào)節(jié)?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，本文將采用ARM和CPLD相結(jié)合的方法來(lái)共同完成LED彩屏的顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)，功能包括：1） 該顯示屏控制器必須支持一般顯示屏所需的與上位機(jī)實(shí)時(shí)通訊和全部顯示功能，如左移、上移、下移、左卷簾、右卷簾、左百葉窗、右百葉窗等功能。隨著大屏幕顯示技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，需要處理的數(shù)據(jù)量大大增加，系統(tǒng)的頻率越來(lái)越高，系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大，對(duì)顯示控制系統(tǒng)的要求就不斷提高。預(yù)計(jì)大型或超大型LED顯示屏為主流產(chǎn)品的局面將會(huì)發(fā)生改變，適合于服務(wù)行業(yè)特點(diǎn)和專業(yè)性要求的小型LED顯示屏?xí)休^大提高，面向信息服務(wù)領(lǐng)域的L印顯示屏產(chǎn)品門類和品種體系將更加豐富，部分潛在市場(chǎng)需求和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)有所突破，如公共交通、停車場(chǎng)、餐飲、醫(yī)院等綜合服務(wù)方面的信息顯示屏需求量將有更大的提高，大批量、小型化的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)LED顯示屏在LED顯示屏市場(chǎng)總量中將會(huì)占有多數(shù)份額。(2)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化材料、技術(shù)的成熟及市場(chǎng)價(jià)格基本均衡之后，LED顯示屏的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化將成為L(zhǎng)ED顯示屏發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。 LED大屏幕的發(fā)展趨勢(shì)目前LED電子顯示屏的顯示向更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光均勻性、更高的可靠性、全色化、多媒體方向發(fā)展，系統(tǒng)的運(yùn)行，操作與維護(hù)也向集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展。隨著嵌入式技術(shù)的迅猛發(fā)展，基于LED顯示屏的研究范圍也日趨廣泛。目前LED顯示屏作為新一代的信息傳播媒體，已經(jīng)成為城市信息現(xiàn)代化建設(shè)的標(biāo)志。s living standards have bee more sophisticated, so that LED is also on a higher demand. Composed of electronic devices with LED displays, not only colorful and attractive but also produced virtually unlimited size, can reach tens or even hundreds of square meters, can be applied to a variety of indoor and outdoor public display text, graphics, images, animation, video images and other information, the ad has a strong and powerful rendering, landscaping and rich people39。傳統(tǒng)LED顯示系統(tǒng)的控制以單片機(jī)為核心，功能較為簡(jiǎn)單，當(dāng)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，單片機(jī)的處理能力就更顯不足，不能滿足LED顯示屏發(fā)展的需要。2）結(jié)合LED顯示原理，重點(diǎn)從灰度掃描的實(shí)現(xiàn)、信息刷新原理、彩色顯示屏的γ校正等6個(gè)方面，解析了LED現(xiàn)實(shí)技術(shù)。它具有原理圖輸入和文本輸入(采用硬件描述語(yǔ)言)兩種輸入手段。其中MC結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，并具有復(fù)雜的I/O單元互連結(jié)構(gòu)，可由用戶根據(jù)需要生成特定的電路結(jié)構(gòu)，完成一定的功能。CPLD(Complex Programmable Logic Device)復(fù)雜可編程邏輯器件，是從PAL和GAL器件發(fā)展出來(lái)的器件，相對(duì)而言規(guī)模大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，屬于大規(guī)模集成電路范圍。大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成。目前，采用ARM技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)IP(Intellectual Property)核的微處理器，即我們通常所說(shuō)的ARM微處理器，已遍及工業(yè)控制、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無(wú)線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場(chǎng)。我國(guó)在LED領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)工作成績(jī)斐然。目前LED顯示屏作為新一代的信息傳播媒體，已經(jīng)成為城市信息現(xiàn)代化建設(shè)的標(biāo)志。它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有：耗電少、使用壽命長(zhǎng)、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)入八十年代后，LED在發(fā)光波長(zhǎng)范圍和性能方面大大提高，并開(kāi)始形成平板顯示產(chǎn)品即LED顯示屏?；诰?jiǎn)指令集(RISC)架構(gòu)的32位微處理器，由于具有硬件設(shè)計(jì)單純、成本低廉、省電效益佳等特性，且能滿足上網(wǎng)要求，故受到廣大用戶的青睞，其中領(lǐng)先的是ARM嵌入式微處理器系列。大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快。到目前為止，ARM微處理器及技術(shù)的應(yīng)用己經(jīng)深入到各個(gè)領(lǐng)域，在工業(yè)控制領(lǐng)域，基于ARM核的微控制器芯片不但占據(jù)了高端微控制器市場(chǎng)的大部分市場(chǎng)份額，同時(shí)也逐漸向低端微控制器應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展，ARM微控制器的低功耗、高性價(jià)比，向傳統(tǒng)的8位/16位微控制器提出了挑戰(zhàn)。CPLD主要是由可編程邏輯宏單元(MC，Macro Cell)圍繞中心的可編程互連矩陣單元組成。基于CPLD硬件的開(kāi)發(fā)，MAX+plusⅡ是美國(guó)Altera公司自行設(shè)計(jì)的一種EAD軟件開(kāi)發(fā)工具。3總結(jié) 嵌入式技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各項(xiàng)科學(xué)研究之中，本文結(jié)合LED的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)，基于ARM和CPLD的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，研究彩色LED顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1）系統(tǒng)闡述LED工作的原理，研究LED發(fā)光的特性，從6個(gè)方面分析了LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。用LED器件組成電子顯示屏，不但色彩絢麗而且其制作尺寸幾乎不受限制，可以達(dá)到幾十甚至幾百平方米以上，可應(yīng)用于室內(nèi)外各種公共場(chǎng)合顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、視頻圖像等信息，具有較強(qiáng)的廣告渲染力和震撼力，美化和豐富了人們的生活環(huán)境。關(guān)鍵詞: 單片機(jī) ARM CPLD LED 灰度Abst