基于fpga在led点阵中的应用研究

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1、2010年第2期仪表技术基于FPGA在LED点阵中的应用研究范昌波，中文达(北京航空航天大学电工电子中心，北京100083)摘要：介绍一种利用VHDL语言对FPGA进行编程来控制8×8LED点阵的显示方法，给出了从外部输入简单控制到完全由程序控制的框图和程序等三种形式，对掌握LED点阵的显示应用具有很好的示范作用。关键词：FPGA；LED点阵；VHDL语言；显示中图分类号：TP334文献标识码：B文章编号：1006—2394(2010)02—0001—03ApplicationandDevelopment0fFPG

2、AinLEDDotMatrixFANChang—bo，SHENWen—da(ElectronicsCenterofBUAA，Beijing100083，China)Abstract：ThedisplaymethodofusingVHDLlanguageforFPGAprogrammingtocontrol8×8LEDDotMatrixisintroducedinthepaper．Threewaysofcircuitframeandprogramispresentedfromsimplecontrolledbyout

3、sideinputtowhollyprogramcontrolled，whichsetsagoodexampleformasteringthedisplayofLEDdotmatrix．Keywords：FPGA；LEDdotmatrix；VHDLlanguage；display“00011000”；然后输出第1行，其他行暂时关闭，第一0引言行输出“00100100”；其他行依此类推。若以这种方式随着电子技术的快速发展，各种显示方式广泛应用到智能化的仪器仪表中，常见的显示方式有发光二COL0◇0<芏)0囝(z>0极

4、管、七段数码管、点阵(DotMatrix)、LCD液晶(具有ROW①000oo0oo◇ooo0oooo英文或汉字字库)等，但控制方式各不相同。本文介0oo0ooooo绍一种利用FPGA控制8×8LED(LightEmitting④0o0o0000Diode)点阵的显示方法。FPGA采用Ahera公司的@o00ooo0oCyclone系列EP1C6Q240C8N芯片，它具有5980个◇o00oooooLES，20个M4KRAM模块(128×36bits)，2个PLL，还0oo0o0ooo00ooooooo有多达185

5、个I／O引脚。LED点阵其工作原理是以LED为基本元件排列而成，LED本身是发光半导体，图1是一种二极管，它是将电信号转变为光信号的显示器件，被广泛应用于各种显示设备中。本文主要采用8×8LED矩阵，每个点提供红色和绿色两种指示灯，R0W①若每个点红色和绿色指示灯都亮时，此时该点阵显示⑦指示灯黄色，这样此点阵可以有三种指示颜色显示。@LED矩阵由列选择信号和红色指示灯信号、绿色指示④④灯信号输入共同控制矩阵中某一点的亮灭和颜色，所@有输入信号均为高电平有效。8×8点阵外形和内部0结构如图1、2所示。@若要在LED点

6、阵中一个显示字母A，首先只输出斟绿色红色第0行，其他1—7行暂时关闭，7—0列则输出图2收稿日期：2009—10作者简介：范昌波(1965一)，男，高级实验师，从事检测技术与自动化装置的应用研究。·2·仪表技术2010年第2期快速重复以上步骤，由于人的视觉效果，看到的是全部8)信号端、8组绿色(Colgl_8)信号端和8组行(Rowl一的图像同时显示出来的效果，如图3所示。8)信号端。Colrl一8和Colgl一8端分别由二组外部数据输入控制，而8组行信号(Rowl一8)通过VHDL语言编程扫描来控制LED点阵显示

7、图形。其电路框图如图5所示。————■COlr18输入开关IF8×8PLED输入开关lG点阵A————■Colgl8一图3————■Rowl8图51利用外部输入控制8×8LED点阵的显示方法用VHDL语言编写的程序对8×8LED点阵的显把三组外部数据输入分别接到FPGA的I／O端作示控制程序如下：为输入控制信号，FPGA的三组输出分别接到8x8libraryieee；useieee．stdlogic1164．all；LED点阵Colrl一8、Colgl一8和Row1—8，即点阵8组红—一entityleddotli

8、s色(Colrl一8)信号端、8组绿色(Colgl一8)信号端和8组port(clk：instd—logic；行(Rowl_8)信号端。Colrl一8、Colgl一8和Rowl一8端a，b：instdlogic——vector(7downto0)；分别由三组外部数据输入控制，通过VHDL语言编程outa，outb，outc：outstd—logic—vect