课程设计（论文）-点阵led显示的设计报告

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1、点阵LED显示的设计1．课程设计指标（1）实现点阵LED的动态扫描。（2）在点阵LED显示学生自己的中文名字、班级和学号。（3）两个功能键：1)、启动显示，2)、停止显示。2．课程设计的总体方案2.1方案比较在16×16LED发光二极管点阵上显示汉字的方式有两种：第一种方法是滚屏显示学生班级，姓名，学号，另一种方法是每次显示一个汉字，一秒钟后刷新显示第二个汉字，再一秒钟后刷新显示第三个汉字，依次刷新显示班级和学号数。循环显示以上内容。对于前一种方案，可以依次对多汉字抽取像素信息，并按顺序排队存放于ROM之中，这样

2、便可得到一个待显示数据序列。然后通过寻址的方法来控制该数据序列的释放过程，就可实现在16×16LED发光二极管点阵上滚动显示多汉字信息的目的。这种方法虽然看起来比较简单，但是实现起来却有许多困难，由于滚屏显示是将需要显示的内容当成一个整体，即是在行方向上看成许多汉字排成一排，然后通过指针顺序控制汉字的显示，而对于在VHDL语言中指针的使用这方面的内容我们接触不多，没有经验，因此做起来比较困难。而且，如果滚屏显示时间把握得不好，那么显示的效果将会受到很大的影响。而采用刷新显示对时间方面要求比较低，容易控制。而且刷新

3、显示比较符合我们的习惯。2.2方案选择通过上述比较，我们决定采用方案二。第14页共14页点阵LED显示的设计3．设计的详细原理3.1系统结构及工作原理　　LED点阵显示控制的传统方式是采用单片机或系统机作为CPU来实现，当系统显示的信息比较多时，由于单片机的输入/输出端口（I/O）有限，采用此方式的成本将大大增加，系统和程序的设计难度也急剧增加；而且，当系统完成后修改、改变显示方式或扩展时，所需改动的地方比较大，甚至有可能需要重新设计；另外，在以显示为主的系统中，单片机的运算和控制等主要功能的利用率很低，单片机的

4、优势得不到发挥，相当于很大得资源浪费。如果采用现场可编程逻辑器件作为CPU来设计控制器，选择合适的器件，利用器件丰富的I/O口、内部逻辑和连线资源，采用自顶而下的模块化设计方法，可以方便地设计整个显示系统。由于PLD器件的外围器件很少，且可以利用PLD的编程端口（可复用）进行在系统编程，使得系统的修改、显示方式的改变和扩展都变的非常简单、方便。　　本系统采用单个16×16LED点阵逐列左移（或右移）显示汉字或字符，需显示汉字或符号的16×16点阵字模已经存放在字模存储器中。显示控制器由复杂可编程逻辑器件（CPLD

5、）EPM7128SLC84-15来实现，系统组成原理框图如图1所示。系统原理是PLD控制模块首先产生点阵字模地址，并从存储器读出数据存放在16位寄存器中，然后输出到LED点阵的列，同时对点阵列循环扫描以动态显示数据，当需要显示数据字模的列和被选中的列能够协调配合起来，就可以正确显示汉字或符号。图1　点阵显示控制器原理框图3.2控制器设计及工作原理第14页共14页点阵LED显示的设计　　从框图中可以看出，系统的关键在于控制器的设计。LED点阵显示数据地址的产生、点阵列扫描和需显示数据的配合以及点阵显示方式控制的实现

6、都必须由控制器来实现。对单个16×16LED点阵显示控制器进行设计的顶层逻辑原理图如图2所示。图2控制器顶层电路原理图原理图中包含5个模块，其中sequ模块产生读信号RDN和10位地址线（AD[9..0]）中的最低位地址AD0，AD0和其它模块产生的地址配合，通过8位数据线（DATA[7..0]）从存储器读出列高字节（AD0=1时）和低字节（AD0=0时），由于16×16点阵字模数据为32个字节，每列含两个字节即16位，它由HOUT[7..0]和LOUT[7..0]来构成；模块R由adclk提供一个慢时钟构成16

7、进制计数器，它的输出送给R模块，为变模计数器R提供一个模，通过模的规律变化以控制点阵按照左移或右移等显示方式进行显示；模块decode4_16是一个4—16译码器，其输出L[15..0]连接到LED点阵的列，可选中16×16LED点阵的某列，并显示sequ模块输出的点阵高低字节（字模）数据；模块R为点阵显示控制的核心，为了实现点阵汉字从右到左逐列移动显示，它由R模块提供的模，在R内部构成两个变模计数器，其中一个用来产生读字模数据的地址AD[4..1]，另外一个产生16×16LED点阵列扫描选择地址R[3..0]，

8、列扫描选择地址由decode4_16译码后输出；模块rdd为字选择计数器，其输出可以控制多块LED显示器的显示及其显示方式。为了实现字符由右到左逐列移动显示，模块R内部设计了两个由R控制的变模加法计数器，其中R[3..0]为列扫描控制线。3.3系统扩展第14页共14页点阵LED显示的设计以上为显示单个字符系统，若要同时显示多个字符时，可以按照图1加入虚线框内部分，并且模块