【正文】 在未來(lái)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。隨著LED大屏幕的發(fā)展，對(duì)控制系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，這就需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)給系統(tǒng)添加更多、更強(qiáng)大的功能。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(hào)產(chǎn)生電路，應(yīng)用可編程邏輯器件CPLD來(lái)實(shí)現(xiàn)LED顯示屏的掃描驅(qū)動(dòng)電路，這兩部分是大屏幕LED顯示系統(tǒng)的核心部分。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。通過(guò)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。從RAM接收到的數(shù)據(jù)信息data，存入外部擴(kuò)展的存儲(chǔ)器2，m2ma是存取器2的地址線。8，灰度頻率為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)灰度時(shí)的最低權(quán)位的顯示時(shí)間，其值為128，總線頻率為系統(tǒng)時(shí)鐘的總頻率及傳輸數(shù)據(jù)的頻率，它大于或等于Fhui。N。，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。用兩片74LSl61組成8bti計(jì)數(shù)器，對(duì)時(shí)鐘信號(hào)CKL進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以得到0一255共計(jì)256計(jì)數(shù)值。，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(duì)應(yīng)的不同占空比的信號(hào)。只要整屏的刷新速率大于50HZ，利用人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，可形成一幅完整的畫面。 利用VHDL語(yǔ)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)。編程驗(yàn)證:用后仿真確認(rèn)的配置文件經(jīng)EPROM或編程電纜配置CPLD，加入實(shí)際激勵(lì)，進(jìn)行測(cè)試，以檢查是否完成預(yù)定的功能。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(shí)信息的提取。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(yǔ)言描述、EDIf網(wǎng)表讀入及波形輸入等方式。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。 MAX+plusⅡ是美國(guó)Altera公司自行設(shè)計(jì)的一種以E軟件開(kāi)發(fā)工具。 Altera可編程程邏輯器件開(kāi)發(fā)軟件介紹各個(gè)公司的EDA產(chǎn)品都有其各自的軟件環(huán)境。如：LPC2138有不同的存儲(chǔ)器映射方式，須根據(jù)硬件來(lái)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。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。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(lái)自RAM空間。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)上電后，程序?qū)⒆詣?dòng)從0地址處開(kāi)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(kāi)始處的存儲(chǔ)器是非易失性的ROM或FLASH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。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。系統(tǒng)啟動(dòng)程序所執(zhí)行的操作通常包括以下幾個(gè)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(chǔ)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(biāo)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(dǎo)主應(yīng)用程序ARM要求中斷向量表必須放置在從0地址開(kāi)始，連續(xù)84字節(jié)的空間內(nèi)。因此在用戶的應(yīng)用程序啟動(dòng)之前，需要有專門的一段啟動(dòng)代碼來(lái)完成對(duì)系統(tǒng)的初始化。ARM體系結(jié)構(gòu)支持C/C++以及與匯編語(yǔ)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(yǔ)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(guò)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(méi)有參數(shù)的傳遞，也沒(méi)有頻繁的相互調(diào)用。ARM匯編語(yǔ)言程序中，子程序的調(diào)用一般是通過(guò)BL指令來(lái)實(shí)現(xiàn)的。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(yùn)行時(shí)需要用到的數(shù)據(jù)。5 LED彩屏顯示系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ARM的軟件設(shè)計(jì) ARM匯編語(yǔ)言的程序結(jié)構(gòu)在ARM匯編語(yǔ)言程序中，以程序段為單位組織代碼。主要完成灰度數(shù)據(jù)的讀取和發(fā)送，上屏灰度數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，移位時(shí)鐘的產(chǎn)生，亮度信號(hào)的控制，四個(gè)分區(qū)鎖存信號(hào)的產(chǎn)生，通知ARM發(fā)送數(shù)據(jù)等功能。（3）連接邏輯塊的互連資源，連線資源由各種長(zhǎng)度的連線線段組成，其中也有一些可編程的連接開(kāi)關(guān)，它們用邏輯塊之間、邏輯塊與輸入/輸出塊之間的連接。盡管CPDL、FGPA的結(jié)構(gòu)各有其特點(diǎn)和長(zhǎng)處，但概括起來(lái)，它們是由三大部分組成：（1）一個(gè)二維的邏輯塊陣列，構(gòu)成了CLPD器件的邏輯組成核心。經(jīng)過(guò)了十幾年的發(fā)展，許多公司都開(kāi)發(fā)出了多種類型的可編程器件。這種芯片具有可編程性和實(shí)現(xiàn)方案容易改動(dòng)的特點(diǎn)。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。由于器件可以進(jìn)行編程，則硬件的設(shè)計(jì)便可以像設(shè)計(jì)軟件那樣方便。微處理器和存儲(chǔ)器從問(wèn)世以來(lái)就是一種可編程的器件。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(jì)方法有了飛躍性的進(jìn)步，在半導(dǎo)體技術(shù)方面，可編程技術(shù)被廣泛應(yīng)用到器件設(shè)計(jì)上，給數(shù)字設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的靈活性。由器件搭成電路板，由電路板搭成電子系統(tǒng)。 （6）內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。C之間。 （4）測(cè)量溫度范圍在－55176。 （2）在DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。 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(shí)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。本系統(tǒng)中，另外部分器件需要SV直流穩(wěn)壓電源，為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)電源電路的設(shè)計(jì)，要求整個(gè)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。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)。SRAM的容量是根據(jù)全局?jǐn)?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(chǔ)容量為256K字節(jié)，16位數(shù)據(jù)寬度，訪問(wèn)速度為10ns，采用44腳TSOP封裝。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，CPU首先從復(fù)位地址0X0處讀取啟動(dòng)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(yùn)行?？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。常用的FLASH為8位或16位的數(shù)據(jù)寬度。此外，由于程序可以直接在FLASH中運(yùn)行，因而節(jié)省了引導(dǎo)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。與傳統(tǒng)的ROM和EPROM相比，它可以通過(guò)與之相連的微處理器在線編程和擦除，這一優(yōu)點(diǎn)使得FLASH十分適合嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)比’〕。VCC接 。數(shù)據(jù)從SPI主機(jī)輸出或輸入到SPI從機(jī)。外圍設(shè)備包括FLASH、RAM、A/D轉(zhuǎn)換器、網(wǎng)絡(luò)控制器和MCU等。通常 RS232 接口以9個(gè)接腳 (DB9) 或是25個(gè)接腳 (DB25) 的型態(tài)出現(xiàn)，一般個(gè)人計(jì)算機(jī)上會(huì)有兩組 RS232 接口，分別稱為 COM1 和 COM2。NC(引腳12):未連接。TD工(引腳5):測(cè)試數(shù)據(jù)串行輸入。TMS(引腳7):測(cè)試模式選擇。GND(引腳14):接地。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。標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口是4根線連接:TMS、TCK、TDI、TDO，分別為測(cè)試模式選擇、測(cè)試時(shí)鐘、測(cè)試數(shù)據(jù)輸入和測(cè)試數(shù)據(jù)輸出。1) JTAG調(diào)試接口電路JTAG(Joint Test Action Group，聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組)是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議，主要用于芯片內(nèi)部測(cè)試及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)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(cè)試電路TAP(Test Access Port，測(cè)試訪問(wèn)口)，通過(guò)專用的JTAG測(cè)試工具對(duì)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。此外，ARM外部擴(kuò)展了一片F(xiàn)LASH(Am29LV160D)，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)器是一種可在系統(tǒng)進(jìn)行電擦寫、掉電后信息不丟失的存儲(chǔ)器。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。VFLASH(AM29LV160D)SRAMIS61LV25616電源電路外圍接口RS232/485轉(zhuǎn)換器JTAG接口電路SPI總線時(shí)鐘/日歷芯片LPC244 圖41 ARM電路原理框圖。SPI串行接口、I2C串行接口等多個(gè)功能模塊，很適合終端類產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。最適用于運(yùn)行實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)的核。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。SecurCore是第5個(gè)產(chǎn)品系列，是專門為安全設(shè)備而設(shè)計(jì)的。ARMARMg、ARMgE和ARM10是4個(gè)通用處理器系列。（3）全球眾多的合作伙伴。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。ARM公司是設(shè)計(jì)公司，是知識(shí)產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商，本身不生產(chǎn)芯片，靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)許可由合作伙伴來(lái)生產(chǎn)各具特色的芯片。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。1990年成立了Advanced RISC Machines Limited(后來(lái)簡(jiǎn)稱為ARM Limited，ARM公司)。1985年4月26日，第一個(gè)ARM原型在英國(guó)劍橋的Aocm計(jì)算機(jī)有限公司誕生，由美國(guó)加州SnaJoseVLS