【正文】 與傳統(tǒng)的基于8/16位普通單片機的LED顯示系統(tǒng)相比較，該系統(tǒng)在不顯著增加系統(tǒng)成本的情況下，可支持更大可視區(qū)域的穩(wěn)定顯示，同時可存儲更多的顯示內(nèi)容。6 仿真效果及結(jié)論 仿真效果 使用ModelSim仿真用VHDL語言編寫的掃描驅(qū)動電路的仿真波形如下圖61所示。以8bti灰度值為例，進行說明。后仿真:將編譯產(chǎn)生的延時信息加入到設(shè)計一中，進行布局、布線后的仿真，是與實際器件工作時情況基本相同的仿真。其中Altera公司開發(fā)的MAX+plusⅡ在我國比較通用，本課題的開發(fā)也使用該軟件，下面對它作一簡單介紹。但是因為ROM或FLASH的訪問速度相對較慢，每次中斷發(fā)生后，都要從讀取ROM或FLASH上面的向量表開始，影響了中斷響應(yīng)速度。由于這類代碼直接面對處理器內(nèi)核和硬件控制器進行編程，一般都使用匯編語言。段是相對獨立的指令序列或數(shù)據(jù)序列，具有特定的名稱。比較典型的就是Xilinx公司的FPGA器件系列和Altera公司的CPLD器件系列。在電子系統(tǒng)中，以前盡管采用了微處理器和存儲器，但仍然需要大量的中、小規(guī)模的數(shù)字集成電路來進行各種邏輯控制，直至最近10年，隨著可編程邏輯器件的出現(xiàn)，才給邏輯控制提供了可編程的現(xiàn)實性和靈活性。 （5）數(shù)字溫度計的分辨率用戶可以從9位到12位選擇。 DS18B20數(shù)字溫度計是由DALLAS公司生產(chǎn)的，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點。同時，系統(tǒng)及用戶堆棧則是放在片內(nèi)SRAM中。它的另外一個優(yōu)點就是系統(tǒng)升級十分方便，設(shè)備供應(yīng)商甚至用戶自己都可以從網(wǎng)上下載最新版本的程序代碼并載入FLASH中來實現(xiàn)系統(tǒng)的升級。本次系統(tǒng)采用SPI總線芯片是AT25040，作為EEPROM存放需要固化的常量數(shù)據(jù)，用于保存本臺LED顯示系統(tǒng)的ID地址，只有上位機發(fā)來的ID地址信息和LED顯示系統(tǒng)的ID地址相匹配時，LED顯示系統(tǒng)才接收指令集。TCK(引腳9):測試時鐘。目前大多數(shù)比較復(fù)雜的器件都支持JTAG協(xié)議，如ARM、DSP、FPGA器件等。 ARM的硬件電路設(shè)計 下面給出了ARM部分的電路原理框圖，如圖41所示。每個系列提供一套特定的性能來滿足設(shè)計一者對功耗、性能和體積的要求。ARM處理器在耗電、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)處理速度以及帶DSP功能等方面業(yè)界領(lǐng)先，很快成為移動通信、手持計算、多媒體數(shù)字消費和嵌入式解決市場的RISC標準。采用脈寬調(diào)制來控制亮度，將平均電流分成8級，亮度信號是低電平有效。為適宜觀看，要求其屏體亮度隨外界環(huán)境的變化而適當調(diào)整。產(chǎn)生原因LED在制造過程中由于材料厚度、組成成分和摻雜均勻性等方面的差異；由于退火和蒸發(fā)材料時不均勻性等諸因素都會嚴重影響LED的法向光強Iv、正向壓Vf和波長λ等參數(shù)。對于CRT，圖像亮度B與圖像信號E之間的變換為非線性，即。最初的NTSC電視標準需要攝像機具有γ＝1/＝，現(xiàn)在采納γ＝。根據(jù)這種觀點，而不是1。實際的圖像系統(tǒng)是由多個部件組成的，這些部件中可能會有幾個非線性部件。由于A、B兩組存儲器交替使用，要求在接收一幀并行數(shù)據(jù)的時間內(nèi)把譯碼后的16bit串行數(shù)據(jù)流送往LED屏。掃描型驅(qū)動電路設(shè)計比較簡單、成本低，較多應(yīng)用于室內(nèi)顯示屏的設(shè)計。過去使用常規(guī)驅(qū)動IC，設(shè)計非常復(fù)雜而且成本較高。從圖像處理模塊輸出的數(shù)據(jù)信息為并行數(shù)據(jù)，它包括圖像分離的R、G、B三基色數(shù)據(jù)。LED已成為現(xiàn)代城市一道靚麗的風(fēng)景線，廣泛應(yīng)用于各種公共場合。LED有很多突出的優(yōu)點：除了壽命長、耗能低之外，LED應(yīng)用非常靈活，可以做成點、線、面等各種形式的輕薄短小產(chǎn)品；環(huán)保效益好，由于光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量也沒有輻射，屬于典型的綠色照明光源，而且廢棄物可回收，沒有污染；控制極為方便，只要調(diào)整電流，就可以隨意調(diào)光，不同光色的組合變化很多，利用時序控制電路，可以達到豐富多彩的動態(tài)變化效果。從20世紀中葉，液晶、LED、PDP等平板顯示器開始飛速地發(fā)展。在掃描驅(qū)動方式下可以按行掃描，按列控制。首先，要想獲得與直流驅(qū)動方式相當?shù)陌l(fā)光強度，脈沖驅(qū)動電流的平均值h就應(yīng)該與直流驅(qū)動的電流值相同。這是由于LED正向特性陡峭，加上元件參數(shù)的分散性，即使相同的電源，相同的限流電阻，每個LED的正向電流也不盡相同，導(dǎo)致LED器件的發(fā)光強度不同，亮度不均，而且這種方法不易調(diào)節(jié)每個LED器件的亮度，所以無法標識圖像信息。當在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)載流子在結(jié)的注入和復(fù)合中產(chǎn)生輻射而發(fā)光。:光色純，光線質(zhì)量高，光譜中沒有紅外線和紫外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒有污染不含汞元素，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。3）按設(shè)定的顯示效果顯示圖像(如:左右移動，上下移動，收縮顯示，雪花顯示，單字顯示等)，可以設(shè)定并顯示時間(年/月/日，時/分/秒)，可以顯示環(huán)境溫度，能夠向LED屏發(fā)出色彩和灰度控制信號及行列控制信號等。 論文研究的內(nèi)容以前，人們應(yīng)用的LED顯示屏的范圍比較宰，LED研究也還處于起步階段，嵌入式芯片主要是基于8位機的開發(fā)，功能也比較單一。同時，隨著控制技術(shù)的發(fā)展和屏體穩(wěn)定性的提高，使全彩色LED顯示屏的亮度、色彩、白平衡均達到比較理想的效果，完全可以滿足戶外全天候的環(huán)境條件要求。可見，人們的生活也日益離不開LED，因此，人們對其要求也越來越高。關(guān)鍵詞: 單片機 ARM CPLD LED 灰度Abstract: With the increasing progress of science and technology, based on the LED screen reality more and more deep study, at the same time, people39。3總結(jié) 嵌入式技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各項科學(xué)研究之中，本文結(jié)合LED的開發(fā)特點，基于ARM和CPLD的開發(fā)平臺，研究彩色LED顯示系統(tǒng)的設(shè)計，具體內(nèi)容包括以下幾個方面：1）系統(tǒng)闡述LED工作的原理，研究LED發(fā)光的特性，從6個方面分析了LED驅(qū)動電路的設(shè)計。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。大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快。進入八十年代后，LED在發(fā)光波長范圍和性能方面大大提高，并開始形成平板顯示產(chǎn)品即LED顯示屏。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)的標志。目前，采用ARM技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)IP(Intellectual Property)核的微處理器，即我們通常所說的ARM微處理器，已遍及工業(yè)控制、消費類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場。CPLD(Complex Programmable Logic Device)復(fù)雜可編程邏輯器件，是從PAL和GAL器件發(fā)展出來的器件，相對而言規(guī)模大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，屬于大規(guī)模集成電路范圍。它具有原理圖輸入和文本輸入(采用硬件描述語言)兩種輸入手段。傳統(tǒng)LED顯示系統(tǒng)的控制以單片機為核心，功能較為簡單，當需要進行數(shù)據(jù)處理時，單片機的處理能力就更顯不足，不能滿足LED顯示屏發(fā)展的需要。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)的標志。 LED大屏幕的發(fā)展趨勢目前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)的運行，操作與維護也向集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展。預(yù)計大型或超大型LED顯示屏為主流產(chǎn)品的局面將會發(fā)生改變，適合于服務(wù)行業(yè)特點和專業(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，部分潛在市場需求和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)兴黄?，如公共交通、停車場、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、小型化的標準系統(tǒng)LED顯示屏在LED顯示屏市場總量中將會占有多數(shù)份額?；谝陨蟽?yōu)點，本文將采用ARM和CPLD相結(jié)合的方法來共同完成LED彩屏的顯示系統(tǒng)設(shè)計，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實時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。其主要特點是::固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點，使用壽命長達6萬到10萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上，降低維修率和維修成本。我們知道，發(fā)光是一種能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。直流驅(qū)動是最簡單的驅(qū)動方法，就是通過穩(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。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。脈沖驅(qū)動的主要應(yīng)用有兩個方面:掃描驅(qū)動和占空比驅(qū)動。例如在LED顯示屏上需要LEDll熄滅，LED21點亮，那么當掃描到Hl行時，L1列的電位就應(yīng)該為高。在我國各大城市，已經(jīng)到處可見LED的眩目光彩，LED正在改變我們的生活和工作環(huán)境。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，我們常常看到，霓虹燈顯示的畫面和文字總是“缺胳膊掉腿”。我國擁有巨大的照明工業(yè)和照明市場，在半導(dǎo)體發(fā)光器件領(lǐng)域，我國與世界先進水平差距較小，我國自主研制的第一個LED比世界上第一個LED僅僅晚幾個月，整體技術(shù)水平也只比發(fā)達國家相差3年左右。 信息刷新原理根據(jù)實現(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。只要屏幕的刷新頻率在50Hz以上，人眼就不會感到閃爍。當A幀存儲器用于圖像的掃描時，B幀存儲器用于圖像數(shù)據(jù)接收和緩存；反之，當A幀存儲器用于圖像的接收和緩存時，B幀存儲器用于圖像的掃描顯示。按照慣例，“輸入”和“輸出”都縮放到0～1之間。 當這種再生圖像在“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，γ＝1的系統(tǒng)的確可使圖像看起來像“原始場景”一樣。用戶對發(fā)光的磷光材料的特性可能無能為力去改變，因而也很難改變它的γ值。雖然帶有γ值的電視在數(shù)字時代工作得很好，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，往往會使顯示的圖像讓人看起來顯得太亮或者太暗，因此在可能條件下就要做γ校正。LED顯示屏的廣泛應(yīng)用與高速發(fā)展也對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。從圖像處理角度看，可以把像素間光強不均看成是一種非隨機變化的靜態(tài)噪聲，可以利用圖像處理中的圖像平滑技術(shù)來進行像素間光強均衡處理。亮度數(shù)據(jù)信號按照亮度控制信號的時序要求串行發(fā)送亮度數(shù)據(jù)信息。1990年成立了Advanced RISC Machines Limited(后來簡稱為ARM Limited，ARM公司)。（3）全球眾多的合作伙伴。最適用于運行實時嵌入式操作系統(tǒng)的核。此外，ARM外部擴展了一片F(xiàn)LASH(Am29LV160D)，F(xiàn)LASH存儲器是一種可在系統(tǒng)進行電擦寫、掉電后信息不丟失的存儲器。GND(引腳14):接地。通常 RS232 接口以9個接腳 (DB9) 或是25個接腳 (DB25) 的型態(tài)出現(xiàn)，一般個人計算機上會有兩組 RS232 接口，分別稱為 COM1 和 COM2。VCC接 ?？梢砸?位(字節(jié)模式)或16位(字模式)數(shù)據(jù)寬度的方式工作。本系統(tǒng)中，另外部分器件需要SV直流穩(wěn)壓電源，為了簡化系統(tǒng)電源電路的設(shè)計，要求整個系統(tǒng)的輸入電源取用外接高質(zhì)量的SV直流穩(wěn)壓電源。 （4）測量溫度范圍在－55176。隨著半導(dǎo)體技術(shù)和EAD技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計方法有了飛躍性的進步，在半導(dǎo)體技術(shù)方面，可編程技術(shù)被