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

2、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

3、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

4、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）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

5、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.

6、.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

7、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]，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