eda课程设计--LED点阵显示过程控制.doc

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1、绍兴文理学院数理信息学院EDA技术课程设计报告课题LED点阵显示控制设计姓名学号专业班级指导教师时间课程设计任务书班级姓名题目LED点阵显示控制设计技术参数、设计要求、检测数据等在EDA实验箱上利用FPGA和16*16点阵实现如下功能：实现基本的字符显示（譬如绍大）字符的显示时间可调整（譬如1秒、5秒、10秒等）字符可实现闪烁显示（譬如0.5s）字符可实现移位显示，且移位方向可控（左移、右移等）设计进度安排或工作计划2013.1.4—2013.1.4任务分配，熟悉课题，查询相关资料，出方案初稿。2

2、013.1.5—2013.1.5方案交流并定稿，划分设计模式，课程设计开展。2013.1.6—2013.1.7各模块设计实现及调试验证。2013.1.10—2013.1.13设计整体实现、调试及验证，并开始撰写报告。2013.1.14—2103.1.15设计完成，课程设计报告撰写并定稿，上交。其它基于任务书，我们小组对设计增加了一些功能如下：①通过键控可以改变字幕滚动速度。②通过键控可以使字幕横向或纵向滚动。③通过键控可以使字闪烁出现。IILED点阵显示控制摘要本文对基于FPGA控制的LED汉字滚

3、动显示器的设计方法进行了探讨。提出了两个实现方案。并对其中一个方案作了详细说明。文中首先介绍了完成本设计所需的原理、技术、以及所要实现的功能；然后研究了滚动显示汉字的方法及键控模式改变滚动的方式；最后，用VHDL语言程序设计了一个完整的LED汉字滚动显示器。本系统在FPGA试验箱上完成，由扫描控制模块、只读存储器ROM和16*16LED点阵显示模块、一个4-16译码器构成。其中：扫描控制模块和只读存储器ROM集成在FPGA芯片内部。一个4-16译码器(74LS154)输入完成FPGA中16×16点

4、阵显示模块的列扫描模式。FPGA定义的只读存储器ROM中保存了要显示的汉字的数模，并以16位的数据宽度输出到LED阵显示模块的行端，配合列扫描控制共同完成汉字的滚动显示。同时通过键控模式，对字幕滚动速度、方式、形式可调。本系统利用数字系统设计自动化(EDA)技术实现了全硬件方式的LED点阵显示。利用FPGA内部的物理资源，将只读存储器ROM和主要功能模块设计在FPGA内部。充分显示了EDA技术设计的灵活性，同时也大大提高了系统的集成度和稳定性关键词FPGA；LED；EDA；动态扫描II目录课程设计

5、任务书I摘要II1.设计概述11.1LED点阵原理11.3汉字显示原理21.4设计的主要功能21.5设计的主要工作32.设计方案42.1方案一42.2方案二42.3方案比较43.设计实现53.1分频程序53.2移动速度控制程序73.3按键扫描83.4汉字显示程序94.设计验证115.总结13参考文献14附录151.设计概述1.1LED点阵原理以下为8×8点阵LED外观及引脚图及其等效电路，只要其对应的X、Y轴顺向偏压，即可使LED发亮。例如如果想使左上角LED点亮，则Y0=1，X0=0即可。应用时

6、限流电阻可以放在X轴或Y轴。图118×8点阵LED外观图[5]图128×8点阵LED等效图[5]31.2点阵LED扫描法介绍点阵LED一般采用扫描式显示，实际运用分为三种方式：（1）点扫描（2）行扫描（3）列扫描若使用第一种方式，其扫描频率必须大于16×64=1024Hz，周期小于1ms即可。若使用第二和第三种方式，则频率必须大于16×8=128Hz，周期小于7.8ms即可符合视觉暂留要求。此外一次驱动一列或一行（8颗LED）时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足1.3汉字显示原理要实

7、现汉字的显示，首先是获得数模并保存，即在存贮器中建立汉字数据库。这里，直接运用取字模软件，输入要取模的字，自动生成字形码。然后是在扫描模块的控制下，从低往高列扫描的次序正确地输出这些数据，由于人视觉暂留效果，即呈现完整字形。某一时刻能在显示数据序列中定位待显示数据的地址指针可用下式计算：addr=n+m 图13滚动显示多汉字信息的原理示意图[5]1.4设计的主要功能基本功能：①实现基本的字符显示（譬如绍大）②字符的显示时间可调整（譬如1秒、5秒、10秒等）③字符可实现闪烁显示（譬如0.5s）④字

8、符可实现移位显示，且移位方向可控（左移、右移等）附加功能：3①通过键控可以改变字幕滚动速度。②通过键控可以使字幕横向或纵向滚动。③通过键控可以使字闪烁出现。1.5设计的主要工作本设计需要利用EDA工具软件QuartusII编写并调试系统的VHDL程序。并且每一个模块都在这个软件下进行了仿真。系统的VHDL程序编好过后先在实验室的EDA实验箱上下载调试、验证。32.设计方案2.1方案一本文系统的LED点阵模块，共由16×16=256个LED发光二极管组成。如何在该点阵模块上显示汉字是