【正文】 LED 顯示屏的行進(jìn)行控制。制作 1616 雙基色點(diǎn)陣屏?xí)r，要用到四片 74HC595 芯片，因?yàn)槭屑t燈和十六列綠燈，所以需要兩片 74HC595 芯片對(duì) 16 列為紅燈和兩片 74HC595芯片對(duì) 16 位綠燈進(jìn)行亮滅的控制。 LED 顯示屏驅(qū)動(dòng)方式芯片選定 通過對(duì)驅(qū)動(dòng)方式的比較，本課題設(shè)計(jì)選用了 74HC595 和 74HC138 芯片。同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度上的加快相應(yīng)的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，想要使得系統(tǒng)更穩(wěn)定在制作電路的時(shí)候要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整線路的寬度。串行控制驅(qū)動(dòng)方式還有一個(gè)難點(diǎn)就是在軟件設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，進(jìn)行時(shí)鐘控制，對(duì)應(yīng)的把每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸，送入寄存器寄存。其特點(diǎn)是在制作電路板的時(shí)候線路連接簡(jiǎn)單點(diǎn)。 圖 彩色點(diǎn)陣控制器基本結(jié)構(gòu) FPGA開發(fā)板 軟件控制系統(tǒng) 硬件控制電路 行驅(qū)動(dòng)芯片模塊 列驅(qū)動(dòng)芯片模塊 LED 點(diǎn)陣顯示屏 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說明書 第 3 頁(yè) 共 41 頁(yè) 硬件模塊設(shè)計(jì) 論證 查找與 LED 顯示屏相關(guān)資料并了解，接下來需要確定使用什么芯片去驅(qū)動(dòng) LED 顯示屏。本課題設(shè)計(jì)選用的是 Ve rilog 語(yǔ)言編寫軟件掃描控制部分。由于本課題設(shè)計(jì)的是基于 FPGA 的 LED 顯示屏控制器設(shè)計(jì)，所以在選用 FPGA 系列芯片是要考慮很多方面的問題。其中包括設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)與硬件控制系統(tǒng)通過 FPGA 開發(fā)板的結(jié)合，和對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸和數(shù)據(jù)的顯示。綜合上所述，結(jié)合對(duì) LED 顯示屏的種種因素的影響和利用 LED 的優(yōu)越特性設(shè)計(jì)出對(duì) LED 顯示屏控制器的掃描程序，再結(jié)合 FPGA 開發(fā)板功能 和驅(qū)動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì) LED 點(diǎn)陣屏的控制，從而可以顯示文字信息和圖文信息等動(dòng)態(tài)和靜態(tài)信息。最后，結(jié)合 Verilog 語(yǔ)言設(shè)計(jì)的特點(diǎn)再結(jié)合硬件電路設(shè)計(jì)編寫軟件 LED 顯示屏掃描控制程序。 所以本課題研究是結(jié)合 LED 顯示屏的優(yōu)越特性設(shè)計(jì)的一款控制器 。由于 LED 顯示屏的亮度太高，色彩豐富等優(yōu)越特性，本課題結(jié)合 LED 顯示屏的一些特性，制作一款性能優(yōu)越的 LED 顯示屏控制電路。而且 LED 在照明上也應(yīng)用很廣泛，是因?yàn)?LED 發(fā)光亮度很高。 目前，在國(guó)內(nèi) LED 顯示屏受到很多個(gè)體戶和企業(yè)廣泛的研究和應(yīng)用從而得到迅速的發(fā)展。 LED 顯示屏顯示畫面清晰，色彩豐富艷麗，在國(guó)外的各個(gè)行業(yè)都有了廣泛應(yīng)用。 Verilog language 目 錄 引言 ................................................................................................................... 1 1 方案論證 ...................................................................................................... 2 整體設(shè)計(jì)論證 ................................................................................................. 2 硬件模塊設(shè)計(jì) 論證 .......................................................................................... 3 顯示屏驅(qū)動(dòng)控制方案的比較 ..................................................................... 3 顯示屏驅(qū)動(dòng)方式芯片選定 ........................................................................ 3 軟件控制模塊設(shè)計(jì)論證 .................................................................................... 4 2 硬件驅(qū)動(dòng)電路 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) .............................................................................. 5 硬件總體電路設(shè)計(jì)思路 .................................................................................... 5 硬件電路總體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) .................................................................................... 5 硬件電路制作過程 .......................................................................................... 5 硬件行驅(qū)動(dòng)控制模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) .......................................................................... 7 硬件列驅(qū)動(dòng)控制模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) .......................................................................... 9 點(diǎn)陣屏模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) ...................................................................................10 3 軟件掃描控制設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) .............................................................................12 軟件設(shè)計(jì)總體思路 .........................................................................................12 軟件總體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) .........................................................................................12 軟件設(shè)計(jì)過程 ................................................................................................12 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的模塊 .............................................................................................12 顯示屏掃描控制模塊 ......................................................................................17 LED 顯示屏灰度實(shí)現(xiàn) .....................................................................................19 4 彩色 LED 顯示屏 控制器整體實(shí)現(xiàn) ............................................................21 設(shè)計(jì)要求 .......................................................................................................21 彩色點(diǎn)陣屏控制器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) .........................................................................22 整體方案實(shí)現(xiàn)效果 .........................................................................................22 5 硬件與軟件調(diào)試 .........................................................................................20 硬件設(shè)計(jì)調(diào)試過程 .........................................................................................23 軟件設(shè)計(jì)調(diào)試過程 .........................................................................................25 硬件與軟件設(shè)計(jì)調(diào)試過程的小總結(jié) ..................................................................27 6 結(jié)論 ............................................................................................................27 謝辭 ..................................................................................................................29 參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................30 附 錄 ..................................................................................................................31 第 1 頁(yè) 共 41 頁(yè) 引言 LED 顯示屏 Light Emitting Diodede： 又叫 電子顯示屏 。 所以，本課題設(shè)計(jì)是通過結(jié)合點(diǎn)陣塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和特性的分析和理解，設(shè)計(jì)出了對(duì) LED 顯示屏控制電路的設(shè)計(jì)方案 。根據(jù) LED 顯示屏的特性和內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，選定需要用的驅(qū)動(dòng)控制芯片，設(shè)計(jì)一款該 LED 顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路 。例如：手機(jī)屏、筆記本電腦顯示屏、廣告牌、數(shù)碼相機(jī)、大屏電視機(jī)以及軍事領(lǐng)域等等都有應(yīng)用，因而得到了業(yè)界廣泛的關(guān)注。由于其優(yōu)異的特性，在生活應(yīng)用很廣泛。設(shè)計(jì)采用的 FPGA 芯片是目前較為流行的 Altera FPGA 系列為 EP2C5T144C8N 芯片。結(jié)合 Verilog 語(yǔ)言設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和編寫程序的規(guī)則再結(jié)合硬件電路編寫對(duì) LED 顯示屏的掃描控制部分。 Double color LED display。 目前，在國(guó)外很多國(guó)家的街道上隨處可見，作為信息傳輸?shù)墓ぞ撸趯?shí)際應(yīng)用和顯示的效果都很好。由于 LED 顯示屏發(fā)出的光很亮，并且閃爍對(duì)人眼睛刺激很大，這是由于技術(shù)的不成熟所 導(dǎo)致的，所以國(guó)外對(duì) LED顯示屏技術(shù)還處在發(fā)展段。如電子顯示屏門牌，墻式電視機(jī)等。彩色點(diǎn)陣屏制作工藝發(fā)展迅速，在性能上也有很大的提高，這樣對(duì)控制電路的要求也越來越高。如出現(xiàn)閃爍，屏體太亮，顯示的顏色不夠豐富，畫面不夠生動(dòng)等缺點(diǎn)。結(jié)合芯片的工作原理從而設(shè)計(jì)一款 LED 顯示屏的驅(qū)動(dòng)控制電路。靜態(tài)掃描技術(shù)以靜態(tài)鎖存器掃描方式，把所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)送到鎖存器并且打入屏體中顯示，并且充分保證 LED亮度。本節(jié)分析對(duì) LED 顯示屏的基本結(jié)構(gòu)和工作流程。 根據(jù) LED顯示屏的特性，并且經(jīng)過實(shí)際的驗(yàn)證來了解 LED顯示屏的特性，結(jié)合 LED顯示屏其特性和經(jīng)過測(cè)試的 LED 顯示屏內(nèi)部結(jié)構(gòu)選定需要用什么樣的驅(qū)動(dòng)控制芯片，設(shè)計(jì)一 款該 LED 顯示屏的驅(qū)動(dòng)控制電路，并且使用 protel 99 畫圖軟件設(shè)計(jì)出 LED 顯示屏的驅(qū)動(dòng)控制電路原理圖，制作一塊 LED 顯示屏的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件。在對(duì)軟件設(shè)計(jì)時(shí)需要了解開發(fā)板的相關(guān)知識(shí)并且確定選用什么樣的軟件開發(fā)工具，設(shè)計(jì)軟件掃描控制部分。 圖 為 彩色點(diǎn)陣控制器 基本結(jié)構(gòu)框圖。把將要顯示的數(shù)據(jù)通過串行的傳輸方式發(fā)送入驅(qū)動(dòng)芯片寄存器中寄存，通過程序?qū)π酒氖鼓苄盘?hào)端控制，控制數(shù)據(jù)的顯示。但由于這些芯片在工作時(shí)的驅(qū)動(dòng)能力很差，一般都用于對(duì) LED 顯示屏列的驅(qū)動(dòng)。并行控制驅(qū)動(dòng)方 式的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)刷新顯示屏的頻率快，這樣就降低對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求了。 根據(jù)本課題設(shè)計(jì)所買的 LED 顯示屏是共陽(yáng)的接法，并且考慮在制作電路板和調(diào)試帶來方便，本課題設(shè)計(jì)選用串入并出的控制方式設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。 74HC595 芯片是通過 1 1 13 組合邏輯來控制對(duì)數(shù)據(jù)輸入、移位、儲(chǔ)存、輸出。對(duì)于共陽(yáng)的 LED 顯示屏使用74HC138 芯片，結(jié)合用三極管設(shè)計(jì)的一個(gè)反相器電路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì) LED 點(diǎn)陣屏的行進(jìn)行控制。 圖 軟件控制整體設(shè)計(jì)思路圖 注意：由于顯示屏不能在同一時(shí)刻顯示出來漢字，必須通過硬件控制電路和軟件控制系統(tǒng)