【正文】 的完美的結(jié)合才能顯示一個(gè)完整的漢字。在確定使用什么驅(qū)動(dòng)方式后，結(jié)合 LED 顯示屏和芯片來(lái)分析數(shù)據(jù)的顯示，圖 為數(shù)據(jù)顯示等效圖。使用 74HC595 芯片的 15 腳和 1 至 7 腳并行八位數(shù)據(jù)輸出作為顯示屏列數(shù)據(jù)的輸出，來(lái)控制顯示屏的十六列燈的亮滅； 9 腳 級(jí)聯(lián)輸出端 作為數(shù)據(jù)輸入 ； 10 腳復(fù)位端，因?yàn)榈碗娖接行?，不需要把?shù)據(jù)清除，把復(fù)位端直接 VCC； 11 腳移位寄存器數(shù)據(jù)移位時(shí)鐘輸入端作為移位寄存器芯片 控制數(shù)據(jù)移位信號(hào)； 12 腳移位寄存器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)鐘輸入端作為移位寄存器芯片數(shù)據(jù)寄存信號(hào)控制端； 13 腳移位寄存器使能作為輸入的數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上，因?yàn)槭鼓芸刂菩盘?hào)是低電平有效，為了使電路設(shè)計(jì)和在編寫程序簡(jiǎn)單，把 13 腳直接 GND； 14 腳串行數(shù)據(jù)輸出端作為芯片級(jí)聯(lián)端，實(shí)現(xiàn)更多數(shù)據(jù)的級(jí)聯(lián)。由于本課題設(shè)計(jì)使用的雙基色點(diǎn)陣屏是共陽(yáng)的接法，所以對(duì)點(diǎn)陣屏行控制輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行取反，經(jīng)過(guò)取反再輸出，輸出的數(shù)據(jù)就能對(duì)點(diǎn)陣屏依次進(jìn)行某一行的控制。 硬件電路制作過(guò)程 使用 protel 99 畫圖軟件畫硬件原理圖， protel 99 軟件是 ProklTechnology 公司開(kāi)發(fā)的一款畫圖軟件 ， 它可以進(jìn)行電路原理圖設(shè)計(jì)和單層或雙層印刷電路板設(shè)計(jì) 。打開(kāi) protel 99 軟件新建一個(gè)原理圖文件，根據(jù)課題設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)的原理圖，在左側(cè)的元器件庫(kù)中找到相應(yīng)的元器件圖，按照一定的順序排列。設(shè)置 GND 和 VCC 線的線寬，再對(duì)其它線的線寬進(jìn)行設(shè)置，并且要對(duì)焊孔和線的進(jìn)行安全距離設(shè)置。因?yàn)楸菊n題設(shè)計(jì)的線路比較多，如果采用單面布局就有很多的跳線，所以選擇了制作雙面板布局的方式。完成后，就固定 PCB 圖紙并把它放入高溫轉(zhuǎn)印機(jī)上轉(zhuǎn)印。如果一面有線連接另一面沒(méi)有線連接，就對(duì)有線連接的那一面進(jìn)行打孔，這樣能為焊接帶來(lái)方便。對(duì)照原理圖，用鐵絲把每個(gè)兩面需要焊接的焊孔用鐵絲接好，對(duì)其進(jìn)行焊接，在焊接時(shí)為了確保每個(gè)焊空都是導(dǎo)通的，焊接完一個(gè)必須用萬(wàn)用表對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)本課題設(shè)計(jì)的要求把兩片 74HC138 芯片通過(guò)級(jí)聯(lián)的方式連接：把第一片 74HC138 芯片 5 腳和 6 腳分別接 GND 和 VCC；第二片 74HC138 芯片的 4 腳和 5 腳接 GND；兩片 74HC138 芯片的 4 腳和 6 腳聯(lián)起引出一根輸入腳 D，其它三根腳為 A、 B、 C， 組合成 416 譯碼器，如圖 所示。結(jié)合 A、B、 C 三根二進(jìn)制輸入端賦值，再結(jié)合設(shè)計(jì)的反相器電路，如圖 所示 。 本課題設(shè)計(jì)使用的點(diǎn)陣顯示屏是共陽(yáng)的接法，所以還需要設(shè)計(jì)一款反相器電路（如圖 所示 ）對(duì)譯碼器輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行取反。相連組合成對(duì) 32 位數(shù)據(jù)的移位寄存器，接法如圖 所示。目前，在市場(chǎng)上見(jiàn)到的 LED 點(diǎn)陣屏有單基色和雙基色、三基色。根據(jù)組成 LED 顯示屏顏色的數(shù)目可分為單色、雙色、三色，根據(jù)顏色的不同可以選擇制作單色顯示屏還是彩色顯示屏。目前使用較多的軟件控制方式為脈沖寬度控制法，是控制脈沖的占空大小的方式控制二極體的點(diǎn)亮的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)彩色顯示，圖 為單色 LED 矩陣的接法。 圖 LED 點(diǎn)陣共陽(yáng)接法 共陽(yáng)雙基色點(diǎn) 陣屏共有 24 根管腳， 8 根共陽(yáng)端， 8 根是控制紅燈亮， 8 根是控制綠燈亮。通過(guò)對(duì)點(diǎn)陣屏內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析，點(diǎn)陣屏按內(nèi)部結(jié)構(gòu)接法可分為共陰和共陽(yáng)兩種接法。如圖 所示 ， R1R16 為紅色發(fā)光二級(jí)管的控制引腳； G1G16 為綠色發(fā)光二級(jí)管的控制引腳； L1L16 為紅色綠發(fā)光二級(jí)管共陽(yáng)的控制引腳。顏色的不同是與發(fā) 光二極管的亮度有關(guān)。如果是紅色表筆，則是共陽(yáng)的接法；如果是黑色表筆，則是共陰的接法。本課題設(shè)計(jì)就要用到時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，而且是個(gè)難點(diǎn)； 8個(gè)時(shí)鐘輸入端 （ 50MHz） ，用于時(shí)鐘的輸入，對(duì)編寫的程序和電路設(shè)計(jì)運(yùn)行進(jìn)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(shuō)明書 第 13 頁(yè) 共 41 頁(yè) 行控制； 119808比特 隨機(jī)存儲(chǔ)器 ，用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，可以 隨意取出或存入 數(shù)據(jù) ； 4608個(gè)邏輯單元，可以對(duì)數(shù)據(jù)或文件資源進(jìn)行訪問(wèn)。 本課題設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)語(yǔ)言使用的是 Verilog 語(yǔ)言編寫軟件程序設(shè)計(jì)軟件部分，經(jīng)過(guò)查找相關(guān)書籍了解到 Verilog 語(yǔ)言編程的特點(diǎn)，這樣可以在編寫程序很有幫助。根據(jù) 74HC138 和 74HC595 芯片的分析，編寫軟件掃描控制部分。動(dòng)態(tài)掃描是采用當(dāng)?shù)谝淮嗡⑿峦觑@示屏，給一定的延時(shí)后，第二次刷新顯示屏?xí)r把第一行的數(shù)據(jù)給第 二行控制信號(hào)，多次循環(huán)就實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描控制技術(shù)。整體軟件設(shè)計(jì)電路圖如圖 所示。它是單片可編程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合性環(huán)境和單片可編程系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基本設(shè)計(jì)工具， 圖 軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā) 流程圖。本課題需要進(jìn)行底層電路設(shè)計(jì)，所以對(duì)文本輸入程序設(shè)計(jì)文件進(jìn)行創(chuàng)建一個(gè)底層電路設(shè)計(jì)。對(duì)編寫好的文件進(jìn)行編譯時(shí)，要對(duì)自己編寫的程序進(jìn)行檢查，確定無(wú)誤后，點(diǎn)擊 按鍵，就對(duì)設(shè)計(jì)的程序文件和底層電路設(shè)計(jì)進(jìn)行編譯。仿真測(cè)試又分為功能仿真和時(shí)序仿真。 圖 仿真文件參數(shù)設(shè)置 圖 添加管腳對(duì)話框 配置：在下載文件時(shí)，設(shè)計(jì)者需要設(shè)定所需要的參數(shù)將編譯后產(chǎn)生的下載文件能夠下載到指定的目標(biāo)芯片上，再結(jié)合設(shè)計(jì)者所設(shè)計(jì)的硬件的結(jié)合最終能產(chǎn)生與實(shí)際相符合的效果。 （ 5） 通過(guò)下載器下載到 FPGA 開(kāi)發(fā)板，把硬件電路與 FPGA 開(kāi)發(fā)板相應(yīng)的引腳相連接，看效果是否符合，進(jìn)而完成課題的軟件設(shè)計(jì)。部分程序： input clk。 //返回值輸入信號(hào) begin case (in) 0 : begin data=39。end //第二行數(shù)據(jù) 2 : begin data=39。end //第四行數(shù)據(jù) 4 : begin data=39。end //第六行數(shù)據(jù) 6 : begin data=39。end //第八行數(shù)據(jù) 8 : begin data=39。end //第十行數(shù)據(jù) 10 : begin data=39。end //第十二行數(shù)據(jù) 12 : begin data=39。end //第十四行數(shù)據(jù) 14 : begin data=39。end //第十六行 數(shù)據(jù) endfunction always(posedge clk) begin case(number) 439。 //case 循環(huán)執(zhí)行語(yǔ)句清零 end endmodule 顯示屏掃描控制模塊 圖 顯示屏掃描控制模塊 點(diǎn)陣基本掃描模塊的作用是存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)控制信號(hào)把數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)掃描控制模塊中，再通過(guò)掃描控制模塊對(duì) 74HC595 進(jìn)行控制，從而控制顯示屏。部分程序： always (posedge clk) 名稱 屬性 作用 clk 輸入 時(shí)鐘輸入控制 data[31..0] 輸入 32 位數(shù)據(jù)輸入 A 輸出 行控制信號(hào)輸出 B 輸出 行控制信號(hào)輸出 C 輸出 行控制信號(hào)輸出 D 輸出 行控制信號(hào)輸出 SCK 輸 出 移位寄存器移位控制端 RCK 輸出 移位寄存器存儲(chǔ)控制端 q[3..0] 輸出 取數(shù)據(jù)選擇控制端 R 輸出 列數(shù)據(jù)輸出 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(shuō)明書 第 19 頁(yè) 共 41 頁(yè) begin case(count) 0 :begin SCK=0。 R=data[1]。end// 關(guān)閉移位寄存器移位控制信號(hào)，輸入第三位數(shù)據(jù) 5 :SCK=1。 8 : begin SCK=0。 R=data[5]。end// 關(guān)閉移位寄存器移位控制信號(hào)，輸入第七位數(shù)據(jù) 13 :SCK=1。 R=data[31]。//對(duì) case 語(yǔ)句清零 RCK=1。//對(duì) 32 位數(shù)據(jù)依次執(zhí)行控制信號(hào) end end assign B=hang[1]。 該模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏的掃描，控制顯示屏顯示文字、圖文等。由于本課題設(shè)計(jì)使用的有紅和綠組合成的雙基色點(diǎn)陣塊，在顯示時(shí)，紅色的燈相對(duì)要亮一些。本課題是對(duì)十六行逐行掃描的，所以是采用十六分之一的掃描控制方式。由于 LED 顯示屏的亮度很高，這樣對(duì)人眼傷害也很大，所以在制作一塊顯示屏顯示圖像時(shí)，顯示的最終效果要結(jié)合光源對(duì)人眼的舒適度去做出相應(yīng)的改善。人眼對(duì)亮度的敏感程度和顏色敏感程度都非常大，所以，結(jié)合兩者的特性對(duì)制作顯示屏很有幫助。只有在這三種細(xì)胞的共同作用下，才可以得到人的眼睛對(duì)顏色的總體感覺(jué)。 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(shuō)明書 第 21 頁(yè) 共 41 頁(yè) 圖 視錐細(xì)胞視覺(jué)敏感函數(shù)曲線 人類的眼睛對(duì)亮度的感覺(jué)不會(huì)因光源的消失而立刻消失，通常都有一定的延遲時(shí)間，這就是常聽(tīng)到的人眼的視覺(jué)惰性。所以，在制作 LED 顯示屏?xí)r，對(duì)顯示屏的刷新顯示屏頻率越高，畫面顯示的質(zhì)量越來(lái)越好，但刷新顯示屏頻率太高，對(duì)顯 示屏體的驅(qū)動(dòng)電路和控制電路的要求也就越高。 本課題設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種狀態(tài)的顯示