【正文】 0表示黑電平，1表示顏色分量的最高電平。從顯示控制模塊傳來的數(shù)據(jù)為并行數(shù)據(jù)，而LED顯示屏所需的是含有像素點灰度信息的串行數(shù)據(jù)流。因為驅(qū)動寄存器的時分工作，使每一個LED的亮度占空比減小，所以導致LED亮度降低。鎖存型鎖存型指顯示屏上每一個LED都對應于一個驅(qū)動寄存器，即驅(qū)動器不需要時分工作，每一個LED的亮度占空比均為100%。為了適應高速增長的市場需求，我國已將LED分別列為31項國家鼓勵發(fā)展的電子產(chǎn)品和20種鼓勵外商投資的電子產(chǎn)品和技術(shù)之一。如果采用LED取代霓虹燈作為顯示標志，不僅可以避免殘缺不全的遺憾，而且可以隨心所欲地使用。半導體技術(shù)在引發(fā)微電子革命之后，正在孕育一場新的產(chǎn)業(yè)革命——照明革命。當掃描到H2行時，L1列的電位就應該為低。 掃描驅(qū)動是通過數(shù)字邏輯電路，使若干LED器件輪流導通，用以節(jié)省控制驅(qū)動電路。利用人眼的視覺暫留特性，采用向比D器件重復通斷供電的方法使之點燃，就是通常所說的脈沖方式。連接時令LED的陰極接電源的負極方向，陽極接正極方向。當系統(tǒng)受到外界激發(fā)后，會從穩(wěn)定的低能態(tài)躍遷到不穩(wěn)定的高能態(tài)。:節(jié)能能源無污染極為環(huán)保。顯示的內(nèi)容包括實時時間、日期、漢字公告以及視頻動畫等。總之，在LED大屏幕材料研制方面，單色、多色LED點陣模塊產(chǎn)品已經(jīng)很成熟，目前的發(fā)展方向為全彩色LED顯示屏。二十一世紀的顯示技術(shù)將是平板顯示的時代，LED顯示屏作為平板顯示的主導產(chǎn)品之一將有更大的發(fā)展。隨著社會經(jīng)濟的不斷進步，以及LED顯示技術(shù)的不斷完善，人們對LED顯示屏的認識將越來越深入，其應用領(lǐng)域?qū)絹碓綇V。本文將介紹一種基于ARM和CPLD控制平臺的LED全彩色顯示屏控制系統(tǒng)。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。是一種用戶根據(jù)各自需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。ARM嵌入式微處理器一般具有如下特點:體積小、低功耗、低成本、高性能。LED顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體，它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點陣模塊或像素單元組成在面積顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長、環(huán)境適應能力強、價格性能比高、使用成本低等特點，在短短的十來年中，迅速成長為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應用。發(fā)光二極管(LED)是六十年代未發(fā)展起來的一種半導體顯示器件，七十年代，隨著半導體材料合成技術(shù)、單晶制造技術(shù)和PN結(jié)形成技術(shù)的研究進展，發(fā)光二極管在發(fā)光顏色、亮度等性能得以提高并迅速進入批量化和實用化。支持Thumb(16位)/ARM(32位)雙指令集，能很好地兼容8位/16位器件。其基本設(shè)計方法是借助集成開發(fā)軟件平臺，用原理圖、硬件描述語言等方法，生成相應的目標文件，通過下載電纜（“在系統(tǒng)”編程）將代碼傳送到目標芯片中，實現(xiàn)設(shè)計的數(shù)字系統(tǒng)。它是EAD設(shè)計中不可缺少的一種有用工具，目前在國內(nèi)使用較為普遍。論文首先介紹了LED顯示技術(shù)和系現(xiàn)實原理，然后從硬件和軟件兩個方面，分別詳細介紹了系統(tǒng)硬件的設(shè)計和軟件的設(shè)計，最終實現(xiàn)預期功能。由于LED在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽迷絹碓綇V泛，它涉及到人們生活的方方面面，比如機場航班、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。(1)高亮度、全彩化藍色及綠色超高亮度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。在產(chǎn)品方面，LED大屏幕朝標準化、大型化和小型化的方向發(fā)展。2）實現(xiàn)上位機和下位機的通訊和同步，使其通過上位機對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行在線更新升級的遠程控制。直流驅(qū)動，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。當系統(tǒng)由不穩(wěn)定的高能態(tài)重新回到穩(wěn)定的低能態(tài)時，能量差以光的形式輻射出來，就會產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。這種驅(qū)動方式雖然簡單，但是不能在LED顯示屏上使用。采用這種方式時應該注意兩個問題:脈沖電流幅值的確定和重復頻率的選擇。比D顯示屏是將發(fā)光燈按行按列布置的，驅(qū)動時也就按行按列驅(qū)動。 圖23 行掃描列控制原理級波形圖3 LED顯示技術(shù)的發(fā)展和基本原理在20世紀，CRT（陰極射線管）在圖像顯示設(shè)備中占了絕對統(tǒng)治地位，如電視機、顯示器等絕大多數(shù)都采用CRT。LED已成為信息時代的閃亮標志，將逐步取代白熾燈和熒光燈等傳統(tǒng)照明技術(shù)。隨著大規(guī)模集成電路和計算機技術(shù)的不斷進步，LED顯示屏正在迅速崛起，作為新一代顯示媒體。 LED顯示技術(shù)的基本原理灰度掃描實現(xiàn)的關(guān)鍵在于產(chǎn)生由“0”和“1”組成的串行數(shù)據(jù)流。這樣避免了LED在超額電流狀態(tài)下工作。為了提高顯示屏亮度往往使LED在超額電流狀態(tài)下工作。這就要求有灰度譯碼，將4bit并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為16個有灰度信息的串行數(shù)據(jù)序列。對于特定的部件，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。在這種情況下，γ值不是等于1而通常認為γ＝，人的視角系統(tǒng)所看到的場景就好像是“原始場景”。在所有廣播電視系統(tǒng)中，γ校正是在攝像機中完成的。從獲取圖像、存儲成圖像文件、讀出圖像文件直到在某種類型的顯示屏幕上顯示圖像，這些個環(huán)節(jié)中至少有5個地方可有非線性轉(zhuǎn)換函數(shù)存在并引入γ值。由于時間有限，在本次項目中并沒有涉及這方面的內(nèi)容，僅在此做簡單介紹。 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。一個COMMO正脈沖內(nèi)有8個COMMI周期，即串行發(fā)送8位數(shù)據(jù)信息，在這8位數(shù)據(jù)信息中，D0~D2是亮度信息，也就是用這三位數(shù)據(jù)表示出8個等級(分=8)的亮度來。ARM公司使用通用的基礎(chǔ)體系結(jié)構(gòu)，以極低的成本和功耗提供了高性能、多系列的32位UISC處理器核。ARMARMg、ARMgE和ARM10是4個通用處理器系列。SPI串行接口、I2C串行接口等多個功能模塊，很適合終端類產(chǎn)品的開發(fā)。1) JTAG調(diào)試接口電路JTAG(Joint Test Action Group，聯(lián)合測試行動小組)是一種國際標準測試協(xié)議，主要用于芯片內(nèi)部測試及對系統(tǒng)進行仿真、調(diào)試，JTAG技術(shù)是一種嵌入式調(diào)試技術(shù)，它在芯片內(nèi)部封裝了專門的測試電路TAP(Test Access Port，測試訪問口)，通過專用的JTAG測試工具對內(nèi)部節(jié)點進行測試。TMS(引腳7):測試模式選擇。外圍設(shè)備包括FLASH、RAM、A/D轉(zhuǎn)換器、網(wǎng)絡控制器和MCU等。與傳統(tǒng)的ROM和EPROM相比，它可以通過與之相連的微處理器在線編程和擦除，這一優(yōu)點使得FLASH十分適合嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)比’〕。當系統(tǒng)啟動時，CPU首先從復位地址0X0處讀取啟動代碼，在完成系統(tǒng)的初始化后，所有的代碼在片內(nèi)FLASH中運行。 VCC VCC LD117S33 180K GND GND VCC GND VIN VOUT+GNDVIN VOUT+GND發(fā)光二極管圖44 電源電路7) 外圍電路 本文采用的外圍電路實現(xiàn)的主要功能是溫度和亮度是控制，采用的溫度傳感器和光敏電阻，其中溫度傳感器用于溫度的轉(zhuǎn)換，光敏電阻用于亮度光線的采集。C之間。微處理器和存儲器從問世以來就是一種可編程的器件。經(jīng)過了十幾年的發(fā)展，許多公司都開發(fā)出了多種類型的可編程器件。5 LED彩屏顯示系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ARM的軟件設(shè)計 ARM匯編語言的程序結(jié)構(gòu)在ARM匯編語言程序中，以程序段為單位組織代碼。因此在用戶的應用程序啟動之前，需要有專門的一段啟動代碼來完成對系統(tǒng)的初始化。當一個系統(tǒng)上電后，程序?qū)⒆詣訌?地址處開始執(zhí)行，因此在系統(tǒng)的初始狀態(tài)，必須保證在0地址處存在正確的代碼，即要求0地址開始處的存儲器是非易失性的ROM或FLASH等。 Altera可編程程邏輯器件開發(fā)軟件介紹各個公司的EDA產(chǎn)品都有其各自的軟件環(huán)境。編譯:主要完成器件的選擇及試配，邏輯的綜合及器件的裝入，延時信息的提取。，灰度值發(fā)生器的主要功能，是提供與灰度值各bti權(quán)值相對應的不同占空比的信號。8，灰度頻率為系統(tǒng)實現(xiàn)灰度時的最低權(quán)位的顯示時間，其值為128，總線頻率為系統(tǒng)時鐘的總頻率及傳輸數(shù)據(jù)的頻率，它大于或等于Fhui。本文采用基于ARM核的新一代32位嵌入式RISC微處理器組成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及控制信號產(chǎn)生電路，應用可編程邏輯器件CPLD來實現(xiàn)LED顯示屏的掃描驅(qū)動電路，這兩部分是大屏幕LED顯示系統(tǒng)的核心部分。隨著LED大屏幕的發(fā)展，對控制系統(tǒng)的要求也越來越高，這就需要設(shè)計人員在設(shè)計時給系統(tǒng)添加更多、更強大的功能。從RAM接收到的數(shù)據(jù)信息data，存入外部擴展的存儲器2，m2ma是存取器2的地址線。用兩片74LSl61組成8bti計數(shù)器，對時鐘信號CKL進行計數(shù)，可以得到0一255共計256計數(shù)值。編程驗證:用后仿真確認的配置文件經(jīng)EPROM或編程電纜配置CPLD，加入實際激勵，進行測試，以檢查是否完成預定的功能。 MAX+plusⅡ是美國Altera公司自行設(shè)計的一種以E軟件開發(fā)工具。因此系統(tǒng)提供一種地址重映射方法，可把0地址重新指向到RAM中去，接下去執(zhí)行的指令將來自RAM空間。系統(tǒng)啟動程序所執(zhí)行的操作通常包括以下幾個步驟：（1）設(shè)置程序入口指針（2）設(shè)置中斷向量表（3）初始化存儲器系統(tǒng)（4）初始化CPU各種模式的堆棧和寄存器（5）初始化目標系統(tǒng)中要使用的各種片內(nèi)外外設(shè)（6）初始化用戶程序執(zhí)行環(huán)境（7）引導主應用程序ARM要求中斷向量表必須放置在從0地址開始，連續(xù)84字節(jié)的空間內(nèi)。段可分為代碼段和數(shù)據(jù)段，代碼段的內(nèi)容為執(zhí)行代碼，數(shù)據(jù)段存放代碼運行時需要用到的數(shù)據(jù)。盡管CPDL、FGPA的結(jié)構(gòu)各有其特點和長處，但概括起來，它們是由三大部分組成：（1）一個二維的邏輯塊陣列，構(gòu)成了CLPD器件的邏輯組成核心。由于器件可以進行編程，則硬件的設(shè)計便可以像設(shè)計軟件那樣方便。 （6）內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。SRAM的容量是根據(jù)全局數(shù)據(jù)的最大數(shù)而確定的，本系統(tǒng)中使用的SRAM是IS61LV25616，單片存儲容量為256K字節(jié)，16位數(shù)據(jù)寬度，訪問速度為10ns，采用44腳TSOP封裝。此外，由于程序可以直接在FLASH中運行，因而節(jié)省了引導加載步驟，減少了高成本FLASH的容量，節(jié)省了系統(tǒng)空間和功耗。TD工(引腳5):測試數(shù)據(jù)串行輸入。標準的JTAG接口是4根線連接:TMS、TCK、TDI、TDO，分別為測試模式選擇、測試時鐘、測試數(shù)據(jù)輸入和測試數(shù)