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基于FPGA的LED大屏幕控制系统的设计
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2017-11-07
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只要在现在的市场上走一圈就会发现，大部分的中小规模 LED 显示系统，采用的是传统的单片机作为主控芯片。但是内部资源较少、运行速度较慢的单片机，很难满足 LED 大屏幕的显示屏，因为系统要求数据传输量大，扫描速度要快。以 FPGA 作为控制器，一方面，FPGA 采用软件编程实现硬件功能，可以有效提高运行速度；另一方面，它的引脚资源丰富，可扩展性强。因此，用单片 FPGA 和简单的外围电路就可以实现大屏幕 LED 显示屏的控制，具有集成度高、稳定性好、设计灵活和效率高等优点。
LED 大屏幕显示系统由上位机（PC 机）、单片机系统、FPGA 控制器、LED显示屏的行列驱动电路等模块组成，如图 1 所示。上位机负责汉字、字符等数据的采集与发送。单片机系统与上位机之间以异步串行通信工作方式，通过串行端口从上位机获得已完成格式转换的待显示的图形点阵数据，并将其存入 EEPROM存储器。之后通过 FPGA 控制器，将存储器的显示数据还原到 LED 显示屏。扫描控制电路采用可编程逻辑芯片 Cyclone EP1C6，利用 VHDL 语言编程实现，采用1/16 扫描方式，刷新频率在 60 Hz 以上。本文着重介绍 256×1024 的单色图文显示屏的 FPGA 控制模块。
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