基于NiosⅡ软核的LED显示屏控制系统的设计

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1、武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要LED屏是集微电子技术、光电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示系统。它以其适用范围广、寿命长、工作性能稳定、功耗低、亮度高等特点，在短短的十几年中，迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。产品应用涉及金融证券、体育、机场、铁路、车站、公路交通、商业广告、邮电电信、电子景观以及近几年发展起来的车载电子信息显示屏等等诸多领域。目前的LED屏控制系统普遍采用单片机+FPGA的组合形式来实现，此种设计不便于产品升级和技术更新。针对这种情

2、况，本文提出一种基于嵌入式NiosII软核的设计思想，将硬件设计软件化，主要功能集中在一片FPGA上来实现，在SOPCBuilder内根据需要来配置CPU，设计非常灵活，免去了修改硬件电路的麻烦，从而缩短了开发周期，降低了成本。本系统主要由显示屏、控制板和PC上位机组成，控制板主芯片采用Altera公司Cyclone系列的EPlC6Q240C8芯片，图文数据由上位机通过串口发送给控制板，经处理后送屏显示。本文首先介绍了LED屏的构成和发展状况以及本次设计用到的EDA、SOPC和NiosII处理器技

3、术，然后详细介绍了基于NiosII软核的LED屏控制系统的软硬件设计过程，硬件部分主要包括通信电路、存储电路、驱动信号等的设计，软件设计部分分为上位机和下位机两部分，通过编程来完成信息编辑系统和数据存储、送显等功能。利用NiosII设计实现LED屏控制系统具有成本低、开发周期短、软硬件升级方便、控制性能好等特点，优势十分明显。基于NiosII的LED屏控制系统的研究开发，必然推动LED显示系统的进一步发展。·关键词：NiosII处理器；LED屏；SOPC；FPGAAbstractTheLEDdis

4、playscreenissynthesesofmicroelectronics，photoelectron，computer,andtheinformationprocessingtechnology．Ithasbeenexpandedquicklyandlargelyinrecenttenyearsbecauseitisprovidedwithlonglife—span，goodapplicability,steadyperformance，thelowpowerdissipation，theh

5、ighbrightnessandSOon，makingitbethemainstreamproductinthefieldofflatdisplay．TheLEDdisplayscreenisappliedbroadlysuchasthefinanceandstockexchange，sports，airport，railwaystation，highwaytraffic，commercialadvertisement，postandtelecommunications．electronlands

6、capeandSOon．Atpresent，mostofthecontrolsystemsoftheLEDdisplayscreenareimplementedbyMCUandCPLD／FPGA，whichisnoteasyforupdatingandupgrade．Inordertosolvetheaboveproblem，anewthoughtbasedonNiosIIprocessorwithanembeddedsoft．coreisputforwardinthispaper．So，theh

7、ardwaredesignisrealizebysoftware．ThemainfunctioncallberealizedononeFPGAchip．AndtheCPUcanbeconfiguredintheSOPCBuilder,makingitflexibletodesign．Anditgetsridofthetroublesofrevisinghardware,whichshortenthedesigncycleandreducethecostoftheproduction．Thissys

8、temismainlycomposedofdisplayscreen,controlboardandPC．TheEP1C6Q240C8chipofAlteraCorporation’SCyclonefamilyisusedasthemainchip．Thedataissentthroughtheserialport．ThecompositionanddevelopmentaboutLEDdisplayScreenandtheprocessortechnologYusedsuchas