【正文】 對(duì)LED顯示屏的認(rèn)識(shí)將越來越深入，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)越來越廣。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)。s living environment. Traditional LED display system to control the singlechip microputer as the core function of relatively simple, when the need for data processing, the singlechip processing power is even more inadequate, can not meet the needs of the development of LED display. This article will introduce an ARM and CPLDbased control platform, fullcolor LED display control system. Paper introduces the LED display technology and the Department of the reality principle, and then from the two aspects of hardware and software, respectively, described in detail the design of system hardware and software design, and ultimately to achieve the desired function. Key words: Singlechip Microputer ARM CPLD LED gray目 錄第1章 緒論 1 LED大屏幕的研究現(xiàn)狀 1 LED大屏幕的發(fā)展趨勢 1 論文研究的內(nèi)容 2第2章LED顯示屏的工作原理 4 LED工作原理 4 簡述 4 LED發(fā)光的基本原理 4 LED器件的驅(qū)動(dòng)原理 5 5 6 6 掃描驅(qū)動(dòng) 7第3章LED顯示技術(shù)的發(fā)展和基本原理 8 LED顯示技術(shù)的發(fā)展歷史 8 LED顯示技術(shù)的基本原理 9 9 信息刷新原理 9 10 彩色顯示屏的γ校正 11 13 亮度控制器模塊 13第4章 LED彩屏顯示系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 15 ARM芯片簡介及硬件電路設(shè)計(jì) 15 ARM芯片簡介 15 ARM的硬件電路設(shè)計(jì) 16 CPLD技術(shù)簡介及硬件電路設(shè)計(jì) 21 CPLD技術(shù)簡介 21 CPLD的硬件電路設(shè)計(jì) 22第5章 LED彩屏顯示系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 23 ARM的軟件設(shè)計(jì) 23 ARM匯編語言的程序結(jié)構(gòu) 23 23 25 Altera可編程程邏輯器件開發(fā)軟件介紹 25 利用VHDL語言實(shí)現(xiàn)顯示控制 25第6章 仿真效果及結(jié)論 27 仿真效果 27 結(jié)論 28參考文獻(xiàn) 29第1章 緒論 LED大屏幕的研究現(xiàn)狀隨著新材料及半導(dǎo)體工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，自1994年起以新型可見光材料InGaAlP和InGaN為主流，實(shí)現(xiàn)了高亮度，多色化，加之封裝技術(shù)的改進(jìn)，顯示信息大型化，出現(xiàn)了LED產(chǎn)品新的應(yīng)用領(lǐng)域，能在陽光強(qiáng)烈的場合下清晰顯示，發(fā)光效率極高，光強(qiáng)超過1000mcd，同時(shí)滿足了全彩色顯示和便攜產(chǎn)品低功耗要求。關(guān)鍵詞: 單片機(jī) 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。本文將介紹一種基于ARM和CPLD控制平臺(tái)的LED全彩色顯示屏控制系統(tǒng)。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。 3）分別從硬件和軟件兩個(gè)方面，研究了電路以及軟件的實(shí)現(xiàn)，這兩個(gè)方面也是論文研究是重點(diǎn)核心。3總結(jié) 嵌入式技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各項(xiàng)科學(xué)研究之中，本文結(jié)合LED的開發(fā)特點(diǎn)，基于ARM和CPLD的開發(fā)平臺(tái)，研究彩色LED顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)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(gè)方面分析了LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。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?；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。由于CPLD內(nèi)部采用固定長度的金屬線進(jìn)行各邏輯塊的互連，所以設(shè)計(jì)的邏輯電路具有時(shí)間可預(yù)測性，避免了分段式互連結(jié)構(gòu)時(shí)序不完全預(yù)測的缺點(diǎn)。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。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。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的大部分市場份額，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)。尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高。大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快。ARM嵌入式微處理器一般具有如下特點(diǎn):體積小、低功耗、低成本、高性能?；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。而我們應(yīng)用PROTEL DXP設(shè)計(jì)溫控電路圖，它的智能化以及信號(hào)仿真等許多功能將大量步驟簡化，無論是對(duì)于再進(jìn)行電路板規(guī)劃、元器件的選擇、布局和連線，構(gòu)成了制版，還是為了測試設(shè)計(jì)結(jié)果還需要電路仿真分析，都很方便快捷，并且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。正因?yàn)槭褂眠@么廣泛，所以現(xiàn)在人們對(duì)溫度控制提出了更多更高的要求，因此提高系統(tǒng)抗干擾能力和精準(zhǔn)度成為關(guān)鍵性的技術(shù)。溫控系統(tǒng)又是自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和通信技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，綜合發(fā)展的產(chǎn)物。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。分類號(hào) 密級(jí) U D C 編號(hào) 本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 題目 基于ARM和CPLD的LED彩屏顯示系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 系 別 專 業(yè) 名 稱 電子信息科學(xué)與技術(shù) 年 級(jí) 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 二00九年五月文獻(xiàn)綜述1概述溫度是工業(yè)生產(chǎn)中最基本的測量參數(shù)之一，任何化學(xué)反應(yīng)和物理變化的進(jìn)程都與溫度密切相關(guān)，在各領(lǐng)域中溫度控制占有重要的比例。而我們作為一個(gè)電子工程師，能做出好的實(shí)用的溫控電路是非常重要。因此此電路比較復(fù)雜，所以我們采用層次電路的設(shè)計(jì)思想，即模塊化的設(shè)計(jì)，來繪制總的原理圖。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。加工難度變得越發(fā)復(fù)雜。2主題 硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大屏幕LED顯示系統(tǒng)的控制器采用ARM(Advanced RISC Machine)嵌入式微處理器。目前，采用ARM技術(shù)知識(shí)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(fèi)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。支持Thumb(16位)/ARM(32位)雙指令集，能很好地兼容8位/16位器件。大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成。指令長度固定。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(duì)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。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)。其中MC結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，并具有復(fù)雜的I/O單元互連結(jié)構(gòu)，可由用戶根據(jù)需要生成特定的電路結(jié)構(gòu)，完成一定的功能。 軟件設(shè)計(jì)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。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。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。2）結(jié)合LED顯示原理，重點(diǎn)從灰度掃描的實(shí)現(xiàn)、信息刷新原理、彩色顯示屏的γ校正等6個(gè)方面，解析了LED現(xiàn)實(shí)技術(shù)。參考文獻(xiàn)[1] ， [2] 用API232簡化串口通信編程，鐵道通信信號(hào)，2000，4[3] 用通信控件開發(fā)Windows環(huán)境下的串口通信程序，淮北煤師院學(xué)報(bào)，[4] 陳愛萍，羊四清，1999[5] 于慧. 學(xué)學(xué)報(bào), [6] 童星. ，[7] 王波. ，[8] 周永清. ，[9] ，[10] 張敏，〔J〕.江漢大學(xué)學(xué)報(bào)，2001[11] []，2001 [14] 用ActiveX控件實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)串口的通信管理，合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2000年6月[12] 李志東. ， 摘要：隨著科技的日益進(jìn)步，基于LED現(xiàn)實(shí)屏的研究也越來越深，同時(shí)，人們的生活水平也越來越高，這樣，也對(duì)LED方面就提出了更高的要求。傳統(tǒng)LED顯示系統(tǒng)的控制以單片機(jī)為核心，功能較為簡單，當(dāng)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，單片機(jī)的處理能力就更顯不足，不能滿足LED顯示屏發(fā)展的需要。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。s living standards have bee more sophisticated, so that LED is also on a higher demand. Composed of electronic devices with LED displays, not only colorful and attractive but also produced virtually unlimited size, can reach tens or even hundreds of square meters, can be applied to a variety