基于fpga的led点阵显示系统的设计new

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1、中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-2552(2007)08-0011-03基于FPGA的LED点阵显示系统的设计袁海林(湖北民族学院计算机科学与技术系,恩施445000)摘要:研究了一个基于FPGA的LED点阵显示系统的设计方案。该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。系统具有集成度高、稳定性好、设计灵活和设计效率高等优点。关键词:FPGA;LED;EDA;动态扫描DesignoftheLEDlatticedisplaysystembasedonFPGAYUANHai2lin(DepartmentofComputerS

2、cienceandTechnology,HubeiInstituteforNationalities,Enshi445000,China)Abstract:ThispaperresearchedaschemeofdesigningaLEDdisplaysystembasedonFPGA.ByusingElectronicDesignAutomation(EDA)technology,thesystemrealizedLEDdisplayinfullhardware.Thesystemhashighintegration,goodstability,designflexibil

3、ityandhighdesignefficiency.Keywords:FPGA;LED;EDA;dynamicscanning近几年在数字系统设计领域出现了一种全新的1系统结构与原理设计技术———数字系统设计自动化(EDA,Electronic图1是系统的结构框图。本系统选用的FPGA芯片DesignAutomation)技术。该技术借助计算机在图是美国Altera公司的FLEX10K系列的EPF10K10LC84-4。形、数据及语言处理方面的强大功能,利用计算机来该芯片具有576个逻辑单元、84个引脚、72个逻辑辅助完成数字系统的设计,较原来传统数字系统设阵列块、3个嵌入

4、式阵列块,是一个高集成度的FP2计技术有了突破性的发展。它在设计入口方面能接GA芯片。受符合人们思维习惯的高级硬件描述语言(如系统由FPGA中的扫描控制模块、只读存储器VHDL)和原来人们已经习惯的逻辑图输入。并通过ROM和FPGA外面的LED点阵显示模块、一个反相EDA工具软件将其转换成能被可编程逻辑器件接器和两个4-16译码器构成。其中,DZ1,DZ2,DZ3,受的数据,将此数据下载到支持该技术的可编程逻和DZ4是4个8×8的LED点阵显示模块,由这四辑器件(如FPGA)上,使其成为一个具有设计要求功个模块组合起来构成了本系统16×16的LED点阵能的大规模集成电路芯片。

5、该技术具有系统设计效显示模块。两个4-16译码器(74LS154)和一个反率高、集成度好、保密性强、易于修改、易于实现等优相器配合FPGA中的行扫描控制模块共同完成了[1-2]16×16点阵显示模块的32行的扫描控制。FPGA中点,因此而成为当今数字系统设计的主流技术。本文利用此技术设计一个LED点阵显示系统。的只读存储器ROM中保存了要显示的多幅图像的系统利用FPGA内部的物理资源,将只读存储器数据,并以8位的数据宽度输出到LED阵显示模块ROM和主要功能模块设计在FPGA内部。充分显示收稿日期:2007-03-05了EDA技术设计的灵活性,同时也大大提高了系统基金项目:湖

6、北省教育厅重点项目(2003A008)作者简介:袁海林(1962-),男,副教授,硕士,主要从事EDA和嵌的集成度和稳定性。入式技术的应用和研究。—11—方式将若干幅图像的数据贮存在存贮器内,就完成了图像数据库的建立工作。第二步工作的步骤是:先在扫描模块的控制下,由地址线确定每次由ROM送出某一行的8个LED所要显示的图案的控制字节数据,同时由扫描模块输出的5位扫描码经两个4-16译码器译码后决定相应的某一行可以被点亮,而另外31行都不能被点亮。该状态持续约0.4毫秒后,就接着进行下一行的扫描。当完成了一次32行的扫描后,也就完成了一帧画面的显示。重复上述过程,多次显示该幅画

7、面,直到在人的视觉上形成一幅稳定的图像为止。图1系统的结构框图当达到要求显示的时间后,再修改ROM的地址区的列端,配合行扫描控制共同完成多幅图像的显示。间,转向下一幅画面的数据传送和显示。如此进行,2扫描控制模块就可以在LED点阵模块上显示所要求的多幅画面。本文系统的LED点阵模块如图2所示,共由16×扫描控制模块设计结果如图3所示。其VHDL16=256个LED发光二极管组成。如何在该点阵模关键设计代码如下:块上显示一幅图像是本文设计的关键技术。本文系process(clk,reset)(产生扫描码进