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摘要:在数字控制系统设计中,应用EDA技术,采用高度集成的现场可编程门阵列 (FPGA),用编写软件的方法来实现硬件功能,系统具有电路简单、应用方便等优点。本毕业论文结合实例介绍了EDA技术在LED显示屏控制中的应用;论述了LED显示屏逐点检测 系统的工作原理,介绍了一种基于FPGA的LED显示屏逐点检测系统的实现方案;分析了FPGA 内部各功能模块和其他电路模块的作用及工作过程。FPGA设计实现的控制电 路,能够实现LED所要求的灰度级显示。20417
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关键词:EDA;FPGA;LED 显示屏;VHDL;灰度级
Design of the LED controller based on FPGA
Abstract: In the design of control system in the arithmetic figure, the application of EDA technique, the adoption of high degree to gather the spot array (FPGA ) of programmable door, and the software's writing method in realizing the hardware function can make the system simple in the electric circuit. This paper introduced the EDA technique in the application of the LED display control with examples. Discussed the working principle of LED display point by point detection system, introduced an implement case of LED display point by point detection system based on FPGA; Analyzed the internal FPGA functional modulesand other circuit blocks and the role of the working process. The emulational results indicate that the realization of the gray—scale on LED panel can be obtained by FPGA device easily.
Key words: EDA; FPGA; LED display; VHDL; Gray—scale
目录
1 引言
2 LED屏的简介
2.1 LED 显示屏特点及性能
2.1.1 LED 显示屏研究现状和发展趋势
2.1.2 LED 显示屏的应用
3 EDA 技术及 FPGA 简介
3.1 EDA 技术简介
3.1.1 ALTERA FPGA 设计的输入方法
3.1.2 ALTERA FPGA 设计的编译仿真及配置
3.2 FPGA 技术简介
3.2.1 FPGA 概况
3.2.2 FPGA 与 CPLD 的辨别和分类
3.2.3 FLEX10K 系列器件的结构
4 EDA 基本工具
4.1 PROTEL
4.2 MAX+plusll
4.3 Quartus II
5 彩色LED控制器的设计
5.1 发光点阵逐点扫描显示
5.1.1 8x8发光点阵逐点扫描显示
5.1.2 彩灯闪烁装置
5.2 LED显示板的信号接口
5.3 汉字模块
5.3.1 汉字模块与LED显示字之间的关系
5.3.2 汉字编码的原理
5.3.3汉字字模提取技术
5.4 LED灰度控制
5.4.1脉冲宽度调制的原理（PWM）
5.4.2逐位分时点亮工作原理
5.4.3灰度控制实现
5.4.4灰度电路设计
6 致谢
7.查阅文献要求及主要的参考文献
1 引言
LED 显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。它是多 种技术综合应用的产品,涉及光电子学、半导体器件、数字电子电路、大规模集成电路、单片机及微机等各个方面,既有硬件又有软件。LED 显示屏是作为广播、电视、报纸、杂志之后的又一新传播媒体。由于它具有发光效率高、使用寿命长、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点,自20世纪 80 年代后期开始,随着 LED 制造技术的不断完善, 在国外得到了广泛的应用。在我国改革开放之后,特别是进入90年代国民经济高速增长, 对公众场合发布信息的需求日益强烈,LED 显示屏的出现正好适应了这一市场形势,因 而在 LED 显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高。LED 显示屏经历了 从单色、双色图文显示屏,到图像显示屏,一直到今天的全彩色视频显示屏的发展过程, 目前 LED 显示屏根据使用场所不同,可以分为室外屏和室内屏两种,其主要区别是发光 管的发光亮度不同。而根据所显示的内容不同也可以分为图像屏和文字屏两种,图像屏可 以显示图象以及多媒体,而文字屏则主要显示文字,也可以显示简单的固定图像。显示图 像的多媒体室外屏是投资巨大(高达数百万)的大型高档设备,主要应用在大型公共场所、 形象工程和一些重要场所。LED 显示屏的应用涉及到社会经济的许多领域,已经遍及交通、证券、电信、广告、宣传等各个方面。