【正文】 載程序后，可保存到 EPROM 中，只要不對(duì)其進(jìn)行擦除，可循環(huán)使用； 50MHz 有源晶振一片：可以供給程序的時(shí)鐘輸入；八個(gè)貼片發(fā)光二極管，可用于測(cè)試程序調(diào)試；復(fù)位開關(guān)：對(duì)下載的程序進(jìn)行清空，但對(duì) EPROM 中的數(shù)據(jù)不能清空；電容，用于電源濾波，穩(wěn)壓。 本課題設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)語言使用的是 Verilog 語言編寫軟件程序設(shè)計(jì)軟件部分，經(jīng)過查找相關(guān)書籍了解到 Verilog 語言編程的特點(diǎn)，這樣可以在編寫程序很有幫助。軟件主要部分包括兩個(gè)模塊：存儲(chǔ)和發(fā)送數(shù)據(jù)模塊和 LED 顯示屏控制掃描模塊。根據(jù) 74HC138 和 74HC595 芯片的分析，編寫軟件掃描控制部分。賦值方式是當(dāng)一行數(shù)據(jù)輸入后，每移位一個(gè)數(shù)據(jù)給一個(gè)移位信號(hào)，移位三十二次后給一個(gè)寄存器寄存控制信號(hào)把數(shù)據(jù)寄存。動(dòng)態(tài)掃描是采用當(dāng)?shù)谝淮嗡⑿峦觑@示屏，給一定的延時(shí)后，第二次刷新顯示屏?xí)r把第一行的數(shù)據(jù)給第 二行控制信號(hào)，多次循環(huán)就實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描控制技術(shù)。 軟件設(shè)計(jì)思路 總體流程圖，如圖 所示。整體軟件設(shè)計(jì)電路圖如圖 所示。 QuartusⅡ 開發(fā)工具是在 Altera 公司前一代開發(fā)工具 MAX+PLUS Ⅱ 上改進(jìn)和發(fā)展的產(chǎn)物。它是單片可編程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合性環(huán)境和單片可編程系統(tǒng)開發(fā)的基本設(shè)計(jì)工具， 圖 軟件設(shè)計(jì)開發(fā) 流程圖。在 QuartusⅡ 軟件上可以進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、底層電路設(shè)計(jì)、波形仿真設(shè)計(jì)等多種，而且可以混合設(shè)計(jì)。本課題需要進(jìn)行底層電路設(shè)計(jì)，所以對(duì)文本輸入程序設(shè)計(jì)文件進(jìn)行創(chuàng)建一個(gè)底層電路設(shè)計(jì)。 （ 2） 程序編譯：由 Verilog 硬件描述語言編寫程序和底層電路圖設(shè)計(jì)以及波形仿真設(shè)計(jì)進(jìn)行編譯。對(duì)編寫好的文件進(jìn)行編譯時(shí)，要對(duì)自己編寫的程序進(jìn)行檢查，確定無誤后，點(diǎn)擊 按鍵，就對(duì)設(shè)計(jì)的程序文件和底層電路設(shè)計(jì)進(jìn)行編譯。再一次進(jìn)行編譯，沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤提示表示編譯成功。仿真測(cè)試又分為功能仿真和時(shí)序仿真。時(shí)序仿真是為了使仿真的結(jié)果更能夠接近設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的硬件器件運(yùn)行結(jié)果，并且設(shè)計(jì)者在做時(shí)序仿真，設(shè)計(jì)者必須對(duì)仿真文件中具體的器件做出參數(shù)的設(shè)置才能得到測(cè)試結(jié)果，但由于時(shí)序仿真的仿真時(shí)間非常長，根據(jù)自己的需要考慮選擇使用。 圖 仿真文件參數(shù)設(shè)置 圖 添加管腳對(duì)話框 配置：在下載文件時(shí)，設(shè)計(jì)者需要設(shè)定所需要的參數(shù)將編譯后產(chǎn)生的下載文件能夠下載到指定的目標(biāo)芯片上，再結(jié)合設(shè)計(jì)者所設(shè)計(jì)的硬件的結(jié)合最終能產(chǎn)生與實(shí)際相符合的效果。先通過 USB 口與筆記本電腦連接，并且裝上相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)；再通過一個(gè) USB轉(zhuǎn) JTGA 口相連接；最后 JTAG 下載口與 FPGA 最小系統(tǒng)開發(fā)板。 （ 5） 通過下載器下載到 FPGA 開發(fā)板，把硬件電路與 FPGA 開發(fā)板相應(yīng)的引腳相連接，看效果是否符合，進(jìn)而完成課題的軟件設(shè)計(jì)。 表 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和發(fā)送模塊端口定義 該模塊是在 QuartusⅡ 軟件中生成的一個(gè)底層電路圖，模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)三十二位數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和數(shù)據(jù)的發(fā)送。部分程序： input clk。//控制數(shù)據(jù)輸入端 function[31:0] data。 //返回值輸入信號(hào) begin case (in) 0 : begin data=39。end //第一行數(shù)據(jù) 1 : begin data=39。end //第二行數(shù)據(jù) 2 : begin data=39。end //第三行數(shù)據(jù) 3 : begin data=39。end //第四行數(shù)據(jù) 4 : begin data=39。end //第五行數(shù)據(jù) 5 : begin data=39。end //第六行數(shù)據(jù) 6 : begin data=39。end //第七行數(shù)據(jù) 7 : begin data=39。end //第八行數(shù)據(jù) 8 : begin data=39。end //第九行數(shù)據(jù) 9 : begin data=39。end //第十行數(shù)據(jù) 10 : begin data=39。end //第十一行數(shù)據(jù) 11 : begin data=39。end //第十二行數(shù)據(jù) 12 : begin data=39。end //第十三行數(shù)據(jù) 13 : begin data=39。end //第十四行數(shù)據(jù) 14 : begin data=39。end //第十五行數(shù)據(jù) 15 : begin data=39。end //第十六行 數(shù)據(jù) endfunction always(posedge clk) begin case(number) 439。 //32 位數(shù)據(jù)發(fā)送控制信號(hào) number=number+1。 //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(diǎn)陣基本掃描模塊的作用是存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)經(jīng)過控制信號(hào)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(duì) 74HC595 進(jìn)行控制，從而控制顯示屏。 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(gè)底層電路，該模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)三十二位數(shù)據(jù)的移位和數(shù)據(jù)的寄存。部分程序： always (posedge clk) 名稱 屬性 作用 clk 輸入 時(shí)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(hào)輸出 B 輸出 行控制信號(hào)輸出 C 輸出 行控制信號(hào)輸出 D 輸出 行控制信號(hào)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(chǔ)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(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說明書 第 19 頁 共 41 頁 begin case(count) 0 :begin SCK=0。end// 關(guān)閉移位寄存器移位控制信號(hào)，輸入第一位數(shù)據(jù) 1 :SCK=1。 R=data[1]。 4 :begin SCK=0。end// 關(guān)閉移位寄存器移位控制信號(hào)，輸入第三位數(shù)據(jù) 5 :SCK=1。 R=data[3]。 8 : begin SCK=0。end// 關(guān)閉移位寄存器移位控制信號(hào)，輸入第五位數(shù)據(jù) 9 :SCK=1。 R=data[5]。 12 : begin SCK=0。end// 關(guān)閉移位寄存器移位控制信號(hào)，輸入第七位數(shù)據(jù) 13 :SCK=1。 R=data[7]。 R=data[31]。 endcase if(count==64) begin q=q+1。//對(duì) case 語句清零 RCK=1。//行控制信號(hào) end else begin RCK=0。//對(duì) 32 位數(shù)據(jù)依次執(zhí)行控制信號(hào) end end assign B=hang[1]。賦值語句，第三位行控制信號(hào)，二進(jìn)制編碼 assign D=hang[3]。 該模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏的掃描，控制顯示屏顯示文字、圖文等。 LED 顯示屏灰度實(shí)現(xiàn) 本課題設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種狀態(tài)的顯示。由于本課題設(shè)計(jì)使用的有紅和綠組合成的雙基色點(diǎn)陣塊，在顯示時(shí)，紅色的燈相對(duì)要亮一些。這種方法只要控制流過 LED 發(fā)光二極管的電流時(shí)間的長短。本課題是對(duì)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?？梢岳萌搜劬Φ亩栊?，因?yàn)檫@樣可以使得 LED 顯示屏達(dá)到更好的視覺效果。由于 LED 顯示屏的亮度很高，這樣對(duì)人眼傷害也很大，所以在制作一塊顯示屏顯示圖像時(shí)，顯示的最終效果要結(jié)合光源對(duì)人眼的舒適度去做出相應(yīng)的改善。圖像顯示效果既和光學(xué)原理有關(guān)，也和人眼視覺特性有關(guān)，只有了解了兩者特性，并結(jié)合使用才能制作出一塊效果更好的顯示屏。人眼對(duì)亮度的敏感程度和顏色敏感程度都非常大，所以，結(jié)合兩者的特性對(duì)制作顯示屏很有幫助。三種不同的視錐細(xì)胞對(duì)不同的顏色敏感也是不同的。只有在這三種細(xì)胞的共同作用下，才可以得到人的眼睛對(duì)顏色的總體感覺。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。 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說明書 第 21 頁 共 41 頁 圖 視錐細(xì)胞視覺敏感函數(shù)曲線 人類的眼睛對(duì)亮度的感覺不會(huì)因光源的消失而立刻消失，通常都有一定的延遲時(shí)間，這就是常聽到的人眼的視覺惰性?？茖W(xué)家經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：當(dāng)外界的光源突然消失時(shí)，人眼對(duì)會(huì)對(duì)亮度感覺在按規(guī)律逐漸減小的。所以，在制作 LED 顯示屏?xí)r，對(duì)顯示屏的刷新顯示屏頻率越高，畫面顯示的質(zhì)量越來越好，但刷新顯示屏頻率太高，對(duì)顯 示屏體的驅(qū)動(dòng)電路和控制電路的要求也就越高。在 LED 顯示屏中可以利用視覺惰性，改善驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。 本課題設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種狀態(tài)的顯示