使用FPGA设计LED点阵书写显示屏的详细资料说明

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上传日期: 2019-08-22

上 传 者: 易水寒他上传的所有资料

资料介绍

标签:显示屏(725)led(10170)fpga(10049)

  本设计运用了基于Nios II 嵌入式处理器的SOPC 技术。系统以ALTERA 公司的CycloneII 系列FPGA 为数字平台,将微处理器、Avalon 总线、LED 点阵扫描控制器、存储器和人机接口控制器等硬件设备集中在一片FPGA 上,利用片内硬件来实现LED 点阵的带地址扫描,降低系统总功耗和简化CPU 编程的同时,提高了系统的精确度、稳定性和抗干扰性能。

  LED 点阵显示屏被用到很多领域,随着电子技术的发展,LED 点阵书写显示屏的广泛应用是一种趋势。传统的LED 点阵显示是由微处理器实现的,但是以FPGA 做控制器将成为发展趋势。

  FPGA 的结构灵活,其逻辑单元、可编程内部连线和I/O 单元都可以由用户编程,可以实现复杂逻辑功能,满足各种设计需求。其速度快,功耗低,通用性强,特别适用于大型系统的设计。使用FPGA 还可以实现动态配置、在线系统重构(可以在系统运行的不同时刻,按需要改变电路的功能,使系统具备多种空间相关或时间相关的任务)及硬件软化、软件硬化等功能。用FPGA 做为控制器对本系统进行设计,利用它灵活丰富的I/0 资源简化了电路,降低了系统的成本。本作品用FPGA 做为控制器,来实现LED 点阵书写显示屏的功能。

  2 系统方案

  2.1 主控器选择方案论证

  方案一:以ARM 为系统控制器

  采用32 位RISC 微处理器ARM 实现点阵屏的控制和编码功能,基本上能完成题目的要求,但是ARM 不适合多线程操作,如果应用在系统中会使电路和软件设计变得复杂。

  方案二:用FPGA 作为系统控制器

  FPGA 可以直接用硬件扫描、编码、解码、纠错,速度快、稳定性高、扩展性能好、体积小,可以提供丰富的逻辑单元和I/O 资源。用SOPC 工具可以快速生成片上软核处理器,将所有的控制单元集成在一片FPGA 芯片内,降低了额外的功耗开支。采用并行的输入/输出方式,可以达到很快的速度。这样合理的分配了FPGA 资源,具有很强的实时性和准确性。可以实现各种灵活控制。

  综合考虑,最后采用方案二。

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