【導讀】LED顯示屏工藝發(fā)展很快，使得LED顯示屏有很多優(yōu)異特性。機以及軍事領域等等都有應用，因而得到了業(yè)界廣泛的關注。設計采用的FPGA芯片是目前較為流行的Altera. 根據(jù)LED顯示屏的特性和內部組成結構，選定需。要用的驅動控制芯片，設計一款該LED顯示屏的驅動電路。本課題設計選用的是Verilog語言編寫軟件部分。結合FPGA開發(fā)板、硬件電路和軟件工程設計，

　　

【正文】 case(number) 439。d0: data1=data(q[3:0])。 //32 位數(shù)據(jù)發(fā)送控制信號 number=number+1。 名稱 屬性 作用 clk 輸入 時鐘輸入控制信號 data1[31..0] 輸出 數(shù)據(jù)輸出 q[3..0] 輸入 輸入選擇數(shù)據(jù) 桂林電子科技大學信息科技學院畢業(yè)設計 (論文 )說明書 第 18 頁 共 41 頁 if(number==1) number=0。 //case 循環(huán)執(zhí)行語句清零 end endmodule 顯示屏掃描控制模塊 圖 顯示屏掃描控制模塊 點陣基本掃描模塊的作用是存儲的數(shù)據(jù)經過控制信號把數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)掃描控制模塊中，再通過掃描控制模塊對 74HC595 進行控制，從而控制顯示屏。 A、 B、 C、 D 、為行選端口， SCK、 RCK 為列控制端口，表 為掃描控制模塊端口定義。 表 為掃描控制模塊端口定義 該模塊是在 QuartusⅡ 軟件中生成的一個底層電路，該模塊實現(xiàn)對三十二位數(shù)據(jù)的移位和數(shù)據(jù)的寄存。圖 所示 的 data[31:0]為數(shù)據(jù)的輸入口，把輸入的 32 位數(shù)據(jù)分別給 R，通過 case 語句執(zhí)行，分別把 32 位數(shù)據(jù)移入以為寄存器，再通過 RCK 寄存器信號控制信號，把數(shù)據(jù)寄存，再通過行控制信號把對應的數(shù)據(jù)顯示在 LED 顯示屏。部分程序： always @(posedge clk) 名稱 屬性 作用 clk 輸入 時鐘輸入控制 data[31..0] 輸入 32 位數(shù)據(jù)輸入 A 輸出 行控制信號輸出 B 輸出 行控制信號輸出 C 輸出 行控制信號輸出 D 輸出 行控制信號輸出 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 桂林電子科技大學信息科技學院畢業(yè)設計 (論文 )說明書 第 19 頁 共 41 頁 begin case(count) 0 :begin SCK=0。 R=data[0]。end// 關閉移位寄存器移位控制信號，輸入第一位數(shù)據(jù) 1 :SCK=1。//打開移位寄存器以為信號 2 :begin SCK=0。 R=data[1]。end// 關閉移位寄存器移位控制信號，輸入第二位數(shù)據(jù) 3 :SCK=1。 4 :begin SCK=0。 R=data[2]。end// 關閉移位寄存器移位控制信號，輸入第三位數(shù)據(jù) 5 :SCK=1。 6 :begin SCK=0。 R=data[3]。end// 關閉移位寄存器移位控制信號，輸入第四位數(shù)據(jù) 7 :SCK=1。 8 : begin SCK=0。 R=data[4]。end// 關閉移位寄存器移位控制信號，輸入第五位數(shù)據(jù) 9 :SCK=1。 10 : begin SCK=0。 R=data[5]。end// 關閉移位寄存器移位控制信號，輸入第六位數(shù)據(jù) 11 :SCK=1。 12 : begin SCK=0。 R=data[6]。end// 關閉移位寄存器移位控制信號，輸入第七位數(shù)據(jù) 13 :SCK=1。 14 : begin SCK=0。 R=data[7]。end// 關閉移位寄存器移位控制信號，輸入第八位數(shù)據(jù) . . . 62 :begin SCK=0。 R=data[31]。end// 關閉移位寄存器移位控制信號，輸入第三十二 位數(shù) 據(jù) 63:SCK=1。 endcase if(count==64) begin q=q+1。//控制數(shù)據(jù)輸入同步標志位 count=0。//對 case 語句清零 RCK=1。 //寄存器寄存控制信號打開，對 32 位數(shù)據(jù)寄存 hang=hang+1。//行控制信號 end else begin RCK=0。 //寄存器寄存控制信號關閉 count=count+1。//對 32 位數(shù)據(jù)依次執(zhí)行控制信號 end end assign B=hang[1]。賦值語句，第二位行控制信號，二進制編碼 assign C=hang[2]。賦值語句，第三位行控制信號，二進制編碼 assign D=hang[3]。賦值語句，可進行對 74HC138 進行片選。 該模塊實現(xiàn)對顯示屏的掃描，控制顯示屏顯示文字、圖文等。圖 所示 中的data[31:0]為數(shù)據(jù)接收端，數(shù)據(jù)接收后，通過一 個 case 語句，分別把 32 位數(shù)據(jù) 給 R，再桂林電子科技大學信息科技學院畢業(yè)設計 (論文 )說明書 第 20 頁 共 41 頁 通過 SCK 移位控制信號 和 RCK 寄存器控制信號的結合，把數(shù)據(jù)送入顯示屏，從而實現(xiàn)對顯示屏的掃描和控制。 LED 顯示屏灰度實現(xiàn) 本課題設計要求實現(xiàn)動態(tài)和靜態(tài)兩種狀態(tài)的顯示。 LED 顯示屏靜態(tài)顯示是通過控制流過 LED 發(fā)光二極管的電流來實現(xiàn)發(fā)光的亮度。由于本課題設計使用的有紅和綠組合成的雙基色點陣塊，在顯示時，紅色的燈相對要亮一些。動態(tài)控制方法是利用人眼的惰性，把每個 LED 發(fā)光二極管通過調節(jié)其發(fā)光的時間，實現(xiàn)各種不同顏色。這種方法只要控制流過 LED 發(fā)光二極管的電流時間的長短。在 LED 發(fā)光二極管導通時，只要刷新頻率達到一定的高度，人 的眼睛就不能感覺出 LED 燈在閃爍。本課題是對十六行逐行掃描的，所以是采用十六分之一的掃描控制方式。 考慮到實現(xiàn)動態(tài)效果時，刷新顯示屏是間斷性的，中間顯示屏的亮滅是瞬間的?？梢岳萌搜劬Φ亩栊裕驗檫@樣可以使得 LED 顯示屏達到更好的視覺效果。首先要對光學特性中的亮度，色彩以及視角做一個深入的認識，并且結合人眼的視覺特性去了解人眼對光源的敏感度。由于 LED 顯示屏的亮度很高，這樣對人眼傷害也很大，所以在制作一塊顯示屏顯示圖像時，顯示的最終效果要結合光源對人眼的舒適度去做出相應的改善。要想使顯示的圖像達到更好的效果 是和光源特性以及視覺特性息息相關的。圖像顯示效果既和光學原理有關，也和人眼視覺特性有關，只有了解了兩者特性，并結合使用才能制作出一塊效果更好的顯示屏。在生活，光的亮度是對人眼非常敏感，色度對人眼也很敏感。人眼對亮度的敏感程度和顏色敏感程度都非常大，所以，結合兩者的特性對制作顯示屏很有幫助。 在生活中，每個人的眼睛對不同顏色光線的敏感程度是不同的，人的眼睛對顏色的敏感是來自于人眼珠上的視網膜上三種不同類型的視錐細胞。三種不同的視錐細胞對不同的顏色敏感也是不同的。不同視覺敏感曲線表示如圖 所示，圖上分別表示 R、 G、B，即三種視錐細胞對紅、綠、藍三基色敏感程度。只有在這三種細胞的共同作用下，才可以得到人的眼睛對顏色的總體感覺。因為根據(jù)對科學家對人眼的研究表明，用 R、G、 B 三種基色按照一定的比例混合，就可以合成很多種不同的顏色。三種基色按照不同比例的混合就能發(fā)出從白到黑的各種顏色的光。這就是 LED 顯示屏為什么只用紅、綠、藍作為最基本的顏色。 桂林電子科技大學信息科技學院畢業(yè)設計 (論文 )說明書 第 21 頁 共 41 頁 圖 視錐細胞視覺敏感函數(shù)曲線 人類的眼睛對亮度的感覺不會因光源的消失而立刻消失，通常都有一定的延遲時間，這就是常聽到的人眼的視覺惰性。人眼的視覺惰性通?？梢岳斫鉃楦?種不同顏色和亮度的光線對人眼的作用、傳輸、處理等過程，這些都需要一定的延遲時間，因而視覺具有一定的低通特性。科學家經過實驗驗證：當外界的光源突然消失時，人眼對會對亮度感覺在按規(guī)律逐漸減小的。這樣一來，當對人眼進行反復通斷光源，在通斷光源頻率慢慢變低時，人的眼睛可以觀察到亮度的變化；而通斷光源頻率慢慢增高時，視覺就逐漸不能發(fā)現(xiàn)亮度變化了，刷新顯示屏的頻率達到一定的時候，人眼的視覺就感覺不到亮度的變化了。所以，在制作 LED 顯示屏時，對顯示屏的刷新顯示屏頻率越高，畫面顯示的質量越來越好，但刷新顯示屏頻率太高，對顯 示屏體的驅動電路和控制電路的要求也就越高。了解和認識人眼的視覺惰性可以說是讓 LED 顯示屏有個好的顯示效果的基礎。在 LED 顯示屏中可以利用視覺惰性，改善驅動電路的設計和軟件設計。本次課題設計使用串行并出的掃描驅動方式的優(yōu)點在于 LED 顯示屏不必對每個發(fā)光燈提供單獨的驅動電路，而是一行發(fā)光燈為一組共享一個驅動電路，通過掃描的方法，使各組發(fā)光燈依次點亮，只要掃描頻率高于臨界閃爍頻率，人眼看起來各組燈都在發(fā)光。 本課題設計要求實現(xiàn)動態(tài)和靜態(tài)兩種狀態(tài)的