【正文】 FLASH接口電路Flash存儲(chǔ)器是一種掉電后信息不丟失的存儲(chǔ)器，它具有低功耗、大容量、擦寫速度快、可整片或分扇區(qū)編程(燒寫)、擦除等特點(diǎn)。異步串行通信系統(tǒng)主要用于系統(tǒng)調(diào)試和從上位機(jī)接收顯示數(shù)據(jù)，采用RS232標(biāo)準(zhǔn)串行收發(fā)芯片實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的串行通訊，最大傳輸距離和速率在標(biāo)準(zhǔn)中被限定為15米和19200bit/s SPI接口電路SPI(Serial Peripheral Interfaee，串行外設(shè)接口)總線系統(tǒng)是一種同步串行外設(shè)接口，允許MCU與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn)行通信、數(shù)據(jù)交換。TRST(引腳3):測(cè)試系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)。作為一種非易失性存儲(chǔ)器，F(xiàn)LASH在系統(tǒng)中通常用于存放調(diào)電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等。綜合考慮多方面的因素，如價(jià)格、功能、應(yīng)用前景等，本系統(tǒng)選用的是PHIIPS公司的LPC2214芯片，該款A(yù)RM微處理器是一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和跟蹤的16/32位CPU的微控制器，芯片內(nèi)部集成了通用I/O口、UARTOamp。常見的ARM內(nèi)核有ARMARMg、ARMgE、ARM10以及SecurCoer等幾類。20世紀(jì)90年代，ARM32位嵌入式RISC處理器擴(kuò)展到世界范圍，占據(jù)了低功耗、低成本和高性能的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。一個(gè)COMMO正脈沖內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)到COMMI下降沿時(shí)，發(fā)送一位數(shù)據(jù)信息。 亮度控制器模塊亮度調(diào)節(jié)問題，是為了使室外LED彩屏能夠適應(yīng)白天、夜晚、晴天、陰天等多種戶外環(huán)境光線的變化而提出的。由于時(shí)間有限，在本次項(xiàng)目中并沒有涉及這方面的內(nèi)容，僅在此做簡單介紹。從獲取圖像、存儲(chǔ)成圖像文件、讀出圖像文件直到在某種類型的顯示屏幕上顯示圖像，這些個(gè)環(huán)節(jié)中至少有5個(gè)地方可有非線性轉(zhuǎn)換函數(shù)存在并引入γ值。在所有廣播電視系統(tǒng)中，γ校正是在攝像機(jī)中完成的。在這種情況下，γ值不是等于1而通常認(rèn)為γ＝，人的視角系統(tǒng)所看到的場(chǎng)景就好像是“原始場(chǎng)景”。對(duì)于特定的部件，人們可以度量它的輸入與輸出之間的函數(shù)關(guān)系，從而找出γ值。這就要求有灰度譯碼，將4bit并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為16個(gè)有灰度信息的串行數(shù)據(jù)序列。為了提高顯示屏亮度往往使LED在超額電流狀態(tài)下工作。這樣避免了LED在超額電流狀態(tài)下工作。 LED顯示技術(shù)的基本原理灰度掃描實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于產(chǎn)生由“0”和“1”組成的串行數(shù)據(jù)流。隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，LED顯示屏正在迅速崛起，作為新一代顯示媒體。LED已成為信息時(shí)代的閃亮標(biāo)志，將逐步取代白熾燈和熒光燈等傳統(tǒng)照明技術(shù)。 圖23 行掃描列控制原理級(jí)波形圖第3章LED顯示技術(shù)的發(fā)展和基本原理在20世紀(jì)，CRT（陰極射線管）在圖像顯示設(shè)備中占了絕對(duì)統(tǒng)治地位，如電視機(jī)、顯示器等絕大多數(shù)都采用CRT。比D顯示屏是將發(fā)光燈按行按列布置的，驅(qū)動(dòng)時(shí)也就按行按列驅(qū)動(dòng)。采用這種方式時(shí)應(yīng)該注意兩個(gè)問題:脈沖電流幅值的確定和重復(fù)頻率的選擇。這種驅(qū)動(dòng)方式雖然簡單，但是不能在LED顯示屏上使用。當(dāng)系統(tǒng)由不穩(wěn)定的高能態(tài)重新回到穩(wěn)定的低能態(tài)時(shí)，能量差以光的形式輻射出來，就會(huì)產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。直流驅(qū)動(dòng)，超低功耗()電光功率轉(zhuǎn)換接近100%，比管燈和霓虹燈更加節(jié)能，是超節(jié)能產(chǎn)品。2） 實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)的通訊和同步，使其通過上位機(jī)對(duì)LED顯示屏包括諸如顯示內(nèi)容、顯示方式、中文圖形字庫和控制軟件進(jìn)行在線更新升級(jí)的遠(yuǎn)程控制。在產(chǎn)品方面，LED大屏幕朝標(biāo)準(zhǔn)化、大型化和小型化的方向發(fā)展。(1)高亮度、全彩化藍(lán)色及綠色超高亮度LED產(chǎn)品出現(xiàn)以來，成本逐年快速降低，使LED全彩色顯示屏產(chǎn)品成本下降，推廣速度加快。由于LED在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用越來越廣泛，它涉及到人們生活的方方面面，比如機(jī)場(chǎng)航班、港口、車站、證券交易、金融信息顯示、道路交通信息顯示、室外產(chǎn)品廣告及信息發(fā)布等等。論文首先介紹了LED顯示技術(shù)和系現(xiàn)實(shí)原理，然后從硬件和軟件兩個(gè)方面，分別詳細(xì)介紹了系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。它是EAD設(shè)計(jì)中不可缺少的一種有用工具，目前在國內(nèi)使用較為普遍。其基本設(shè)計(jì)方法是借助集成開發(fā)軟件平臺(tái)，用原理圖、硬件描述語言等方法，生成相應(yīng)的目標(biāo)文件，通過下載電纜（“在系統(tǒng)”編程）將代碼傳送到目標(biāo)芯片中，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的數(shù)字系統(tǒng)。支持Thumb(16位)/ARM(32位)雙指令集，能很好地兼容8位/16位器件。其內(nèi)容十分豐富，它包括各種數(shù)據(jù)的采集和處理系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)、生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)等，廣泛應(yīng)用于工廠自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化等人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域。就目前來說，溫度控制及顯示電路由電源電路、信號(hào)采集電路、A/D轉(zhuǎn)換及顯示電路和報(bào)警電路四個(gè)模塊組成?；诰喼噶罴?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。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)?；贑PLD硬件的開發(fā)，MAX+plusⅡ是美國Altera公司自行設(shè)計(jì)的一種EAD軟件開發(fā)工具。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、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。它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有：耗電少、使用壽命長、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。目前我國的普綠和高亮度純紅LED己經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)商品化，但是，高亮度的純藍(lán)、純綠LED在我國尚屬空白。(3)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化隨著信息化社會(huì)的形成，信息領(lǐng)域愈加廣泛，LED顯示屏的應(yīng)用前景更為廣闊。同時(shí)，采用基于ARM核的新一代32位微處理器，解決了系統(tǒng)的運(yùn)行速度、尋址能力和功耗等問題，可以支持更大可視區(qū)域的穩(wěn)定顯示，可以存儲(chǔ)更多的顯示內(nèi)容。LED作為一種發(fā)光器件，是大屏幕顯示系統(tǒng)的首選器件。圖21 二極管工作原理發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)主要由PN結(jié)芯片、電極和光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。具體的驅(qū)動(dòng)方法可以分為直流驅(qū)動(dòng)、恒流驅(qū)動(dòng)、脈沖驅(qū)動(dòng)和掃描驅(qū)動(dòng)等。LED管得正向電流是:If=Ic=Ie=(VbVbe)/Re其中，Vb為外加基極電壓，Vbe為基極一發(fā)射極電壓。其次是脈沖重復(fù)頻率的問題，通過視覺暫留特性的分析，己經(jīng)知道脈沖重復(fù)頻率必須高24HZ，否則會(huì)產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。圖23所示為一個(gè)m行n列結(jié)構(gòu)的LED顯示屏，當(dāng)采用行掃描列控制的驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，從H1到枷輪流將高電位接通各行線，使連接到各行的LED器件接通正電源，但具體哪一個(gè)LED導(dǎo)通，還要看它的負(fù)電源是否接通，這就是列控制所要完成的工作。如今，LED已能發(fā)出紅色、黃色、藍(lán)色、綠色、橙色、琥珀色、藍(lán)綠雙色、紅綠雙色、黃綠色、純綠色、翠綠色、白色等各種光束。LED作成地?zé)?，可指示方向、步行道和車道，安全可靠、?jīng)久耐用。未來照明市場(chǎng)的爭奪戰(zhàn)已經(jīng)展開。將每周期內(nèi)LED的總發(fā)光時(shí)間依次調(diào)節(jié)為0、1S（/816）、2S（/816）……、15S/（816），這樣就將LED的發(fā)光時(shí)間分為16個(gè)等級(jí)，即實(shí)現(xiàn)了16級(jí)灰度。在這種系統(tǒng)中，屏幕灰度信息的刷新是靠驅(qū)動(dòng)寄存器時(shí)分工作實(shí)現(xiàn)的。如圖31所示，A、B兩組幀存儲(chǔ)器分別交替工作于圖像高速掃描和圖像數(shù)據(jù)接收緩存兩種方式。這種特性稱為冪律（powerlaw）轉(zhuǎn)換特性。但實(shí)際情況卻不完全是這樣。所有CRT顯示設(shè)備都有冪律轉(zhuǎn)換特性，如果生產(chǎn)廠家不加說明。 過去的時(shí)代是“模擬時(shí)代”，而今已進(jìn)入“數(shù)字時(shí)代”，進(jìn)入計(jì)算機(jī)的電視圖像依然帶有γ＝。我們還可以在顯示屏數(shù)據(jù)顯示之前進(jìn)行二次非線性校正，通過查表法的方法實(shí)現(xiàn)特定的數(shù)字信號(hào)處理算法，這樣可以使LED顯示屏達(dá)到更好的顯示效果，加快數(shù)據(jù)處理速度，提高圖像的刷新頻率，可以有效的防止圖像的閃爍。光強(qiáng)均衡處理是一個(gè)比較好的辦法。其時(shí)序圖如圖32所示。1985年4月26日，第一個(gè)ARM原型在英國劍橋的Aocm計(jì)算機(jī)有限公司誕生，由美國加州SnaJoseVLSI技術(shù)公司制造。ARM處理器的3大特點(diǎn)如下:(1)小體積、低功耗、低成本、高性能。ARMARMg、ARMgE和ARM10產(chǎn)品系列提供了一系列處理器可供選擇，為特定目的而設(shè)計(jì)，包括:用于低價(jià)位應(yīng)用的整型核。采用SPI總線芯片(AT25040)，存放需要固化的常量數(shù)據(jù)等，用I2C總線實(shí)時(shí)時(shí)鐘舊歷芯(PCF8583)，實(shí)現(xiàn)時(shí)間日歷功能。JTAG接口還常用于實(shí)現(xiàn)ISP(InSystem Progammab1e在系統(tǒng)編程)功能，如對(duì)FLASH器件進(jìn)行編程等。NC(引腳12):未連接。數(shù)據(jù)從SPI主機(jī)輸出或輸入到SPI從機(jī)。常用的FLASH為8位或16位的數(shù)據(jù)寬度。由于LPC2214是32位微處理器，為了發(fā)揮其的犯位高性能，本系統(tǒng)選用兩片16位數(shù)據(jù)寬度的SRAM (IS61LV25616) 并聯(lián)構(gòu)建成32位的SRAM存儲(chǔ)器系統(tǒng)。 （2）、在DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無二的序列號(hào)。由器件搭成電路板，由電路板搭成電子系統(tǒng)。同以往的PAL、GAL等相比較，CPLD/FPGA的規(guī)模比較大，適合于時(shí)序、組合等邏輯電路應(yīng)用場(chǎng)合，它可以替代幾十甚至上百塊通用IC芯片。（3）連接邏輯塊的互連資源，連線資源由各種長度的連線線段組成，其中也有一些可編程的連接開關(guān)，它們用邏輯塊之間、邏輯塊與輸入/輸出塊之間的連接。ARM匯編語言程序中，子程序的調(diào)用一般是通過BL指令來實(shí)現(xiàn)的。初始化存儲(chǔ)器系統(tǒng)的編程對(duì)象是系統(tǒng)的存儲(chǔ)器控制器，存儲(chǔ)器控制器并不是ARM內(nèi)核的一部分，不同的系統(tǒng)其設(shè)計(jì)不盡相同。方法是改變狀態(tài)寄存器(CPSR)內(nèi)的狀態(tài)位，使處理器切換到不同的狀態(tài)，然后給SP賦值。利用該工具所配置的編輯、編譯、仿真、綜合、芯片編程等功能，將設(shè)計(jì)電路圖或電路描述程序變成基本的邏輯單元寫入到可編程的芯片中(如FPAG芯片)，制成ASIC芯片。 利用VHDL語言實(shí)現(xiàn)顯示控制綜合第二章介紹的幾種LED的驅(qū)動(dòng)形式，在本屏幕的設(shè)計(jì)中，LDE的驅(qū)動(dòng)采用掃描驅(qū)動(dòng)，LDE的亮度控制采用占空比的形式，因?yàn)檫@在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中是很容易實(shí)現(xiàn)的，LDE的控制器件選用CPDL，它具有很好的組合和時(shí)序邏輯功能，能夠完成LED顯示所需要的掃描控制和占空比控制信號(hào)。，LDE顯示屏的時(shí)序信號(hào)分成幀頻、行頻、權(quán)值切換頻率、灰度頻率及總線頻率。通過實(shí)物測(cè)試，首先進(jìn)行時(shí)間的調(diào)整，其次用日光燈照射傳感器，發(fā)現(xiàn)屏幕變暗，拿走后屏幕變亮，該系統(tǒng)具備亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能。在未來的系統(tǒng)中，可以引入DSP對(duì)灰度信號(hào)做更多的處理，這樣會(huì)使LED大屏幕的顯示效果更加出色。實(shí)物圖如下圖62所示：62 實(shí)物圖 結(jié)論本論文主要介紹了LED全彩屏顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和系統(tǒng)要求，著重描述了數(shù)據(jù)傳輸部分和分控板（數(shù)據(jù)接收部分）的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、硬件實(shí)現(xiàn)和控制系統(tǒng)調(diào)試，并給出了最終的顯示結(jié)果。N。只要整屏的刷新速率大于50HZ，利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，可形成一幅完整的畫面。MAX+plusⅡ軟件設(shè)計(jì)的流程應(yīng)包括以下幾個(gè)部分：l、設(shè)計(jì)輸入:可以采用原理圖輸入、HDL語言描述、EDIf網(wǎng)表讀入及波形輸入等方式。如：LPC2138有不同的存儲(chǔ)器映射方式，須根據(jù)硬件來設(shè)置存儲(chǔ)器映射方式；為了避免混亂，最好在進(jìn)入main()函數(shù)前設(shè)置系統(tǒng)各部分時(shí)鐘等。FLASH和SRAM同屬于靜態(tài)存儲(chǔ)器類型，可合用同一個(gè)存儲(chǔ)器端口；而SDRAM因?yàn)橛袆?dòng)態(tài)刷新和地址線復(fù)用等特性，通常配有專用的存儲(chǔ)器端口。ARM體系結(jié)構(gòu)支持C/C++以及與匯編語言的混合編程，在一個(gè)完整的程序設(shè)計(jì)中，除了初始化部分用匯編語言完成以外，其主要的編程任務(wù)都用C/C++完成，程序在執(zhí)行時(shí)首先完成初始化過程，然后跳轉(zhuǎn)到C/C++程序代碼中，匯編程序和C/C++程序之間一般沒有參數(shù)的傳遞，也沒有頻繁的相互調(diào)用。主要完成灰度數(shù)據(jù)的讀取和