LED点阵汉字显示.doc

EDA技术课程设计报告题目： LED点阵汉字显示 姓 名 学 号 班 级 指导教师 2012年 1 月 12 日要求：1指导教师按照课程设计大纲要求完成学生课程设计指导工作。2课程设计任务书由指导教师照大纲要求填写，内容要全面。3课程设计报告由参加本学生填写。课程设计结束时交指导教师。4指导教师要根据每一位学生课程设计任务完成情况，认真审核设计报告，并在课程设计结束时，给出客观、准确的评语和成绩。5课程设计任务书和报告要语言流畅，图表正确规范。课程设计任务书课程设计内容与要求 要求：1 及格：在实验箱上16*16点阵模块上显示汉字“电”； 2 中：设置不同的清屏方式； 3 良：滚动显示汉字“电”； 4 优：滚动显示“电子信息工程”； 2011 年12月26日一、设计原理与技术方法：1.电路工作原理分析与原理图1.1.LED点阵屏原理实验室用的是一个16*16的点阵，是用四个8*8点阵组合而成，点阵内部结构及外形如图1，点阵共由256个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一行置1电平，某一列置0电平，则相应的二极管就亮。图1 内部连接后效果图 图2 内部连接图 图3 实物图如要将第一个点点亮，则行的1脚接高电平，列的1脚接低电平，则第一个点就亮了；如果要将第一行点亮，则行的1脚要接高电平，而16列引脚全接低电平，那么第一行就会点亮；如要将第一列点亮，则列的1脚接低电平，行全接高电平，那么第一列就会点亮.。实验箱的接法是：通过一个四十六译码电路（译码器）选中列，再给行赋值十六个位数据，所以如要将第一列点亮，只需译码电路的输入是“0000”选中第一列，送数据“0000000000000000”，通过对软件设置，取阴码后，送数据“1111111111111111”效果一样。（软件的使用在下面说明）1.2.点阵LED扫描法介绍:点阵LED一般采用扫描式显示，实际运用分为三种方式： （1）点扫描（2）行扫描（3）列扫描若使用第一种方式，其扫描频率必须大于1664=1024Hz，周期小于1ms即可。若使用第二和第三种方式，则频率必须大于168=128Hz，周期小于7.8ms即可符合视觉暂留要求。此外一次驱动一列或一行（8颗LED）时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足。1.3 汉字的显示一般我们使用点阵显示汉字是用的16*16的点阵宋体字库，所谓16*16，是每一个汉字在纵、横各16点的区域内显示的。如图四所示，要显示“电”则相应的点就要点亮， 所以要显示“电”字的话， 第一时刻选中第一列， 列送数据“0000000000000000” x0000（十六进制表示）第二时刻选中第一列， 列送数据“0000000000000000” x0000第三时刻选中第一列， 列送数据“00001111111111000” x0FF8;第四时刻选中第一列， 列送数据“0000010001001000” x0448第五时刻选中第一列， 列送数据“0000010001001000” x0448第六时刻选中第一列， 列送数据“0000010001001000” x0448第七时刻选中第一列， 列送数据“0000010001001000” x0448第八时刻选中第一列， 列送数据“00111111111111111” x3FFF第九时刻选中第一列， 列送数据“0100010001001000” x4448第十时刻选中第一列， 列送数据“0100010001001000” x4448第十一时刻选中第一列，列送数据“0100010001001000” x4448第十二时刻选中第一列，列送数据“0100010001001000” x4448第十三时刻选中第一列，列送数据“01001111111111000” x4FF8第十四时刻选中第一列，列送数据“0100000000000000” x4000第十五时刻选中第一列，列送数据“0111000000000000” x7000第十六时刻选中第一列，列送数据“0000000000000000” x0000单独显示：当送数据的频率够大时（每秒大于二十四次），肉眼看到的效果就是一个静态显示的“电”字；左右清屏：在第一个16个时钟送电的十六列代码，下一个16个时钟送电的后十五列代码，在下一个16个时钟送电的后14列代码，第十五个16个时钟只送电的最后一列代码，就是电的左清屏显示。上下清屏：在第一个16个时钟送电的十六列代码，下一个16个时钟送抹掉第一行的电的后十六列代码，在下一个16个时钟送抹掉前两行的电的十六列代码，第十五个16个时钟只送抹掉前十五行的电的十六列代码，就是电的上清屏显示。左右滚动：下一个十六个时钟，每列数据前移一次，后一列补零即是滚动显示滚动六个字：同单个字的滚动显示，只不过是每列数据前移一次，后一列补下一个字的第一列，以此类推，即是六个字的滚动显示。推荐一款汉字取模的软件：图4 取模软件界面图1.4.程序源代码（1）电单独显示编程思路：每一个时钟沿，列计数器加一，选中下一列，通过CASE语句，送入相应的列数据。library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity dian isport(clk0,clr:in std_logic; sel:out std_logic_vector(3 downto 0); -列选信号 line:out std_logic_vector(15 downto 0); - 行选信号end dian;architecture rtl of dian issignal q: std_logic_vector(3 downto 0); -内部计数器（16进制） beginp1:process(clk0,clr) beginif(clr=1)then q1111)then q=0000;else qlinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinenull;end case;end process p2;sel=q;end rtl;（2）电左右清屏编程思路：每一个时钟沿，列计数器加一，选中下一列，列计数器加16次时，状态计数器加一，切换到下一个状态，当状态值大于列值时，不送数据（或送零），小于等于时，正常送数据，达到右清屏的效果2-1左清屏：library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity zuoqing is port( clk:in std_logic; sel:out std_logic_vector(3 downto 0); line:out std_logic_vector(15 downto 0) );end zuoqing;architecture behavior of zuoqing issignal counter:integer range 0 to 15; signal q:std_logic_vector(3 downto 0); beginprocess(clk,q) begin if(clkevent and clk=1) then if q=1111 then q=0000; if counter=15 then counter=0; else counter=counter+1; end if; else q if counter=0 then line=0000000000000000; else line if counter=1 then line=0000000000000000; - 判断状态值是否大于列值 else line if counter=2 then line=0000000000000000; else line if counter=3 then line=0000000000000000; else line if counter=4 then line=0000000000000000; else line if counter=5 then line=0000000000000000; else line if counter=6 then line=0000000000000000; else line if counter=7 then line=0000000000000000; else line if counter=8 then line=0000000000000000; else line if counter=9 then line=0000000000000000; else line if counter=10 then line=0000000000000000; else line if counter=11 then line=0000000000000000; else line if counter=12 then line=0000000000000000; else line if counter=13 then line=0000000000000000; else line if counter=14 then line=0000000000000000; else line if counter=15 then line=0000000000000000; else line null; end case; end if;end process;sel=q; -列扫描值输出end behavior;2-2右清屏：library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity youqing is port( clk:in std_logic; sel:out std_logic_vector(3 downto 0); line:out std_logic_vector(15 downto 0) );end youqing;architecture behavior of youqing issignal counter:integer range 0 to 15; signal q:std_logic_vector(3 downto 0); beginprocess(clk,q) begin if(clkevent and clk=1) then if q=1111 then q=0000; if counter=15 then counter=0; else counter=counter+1; end if; else q if counter=0 then line=0000000000000000; else line if counter=1 then line=0000000000000000; - 判断状态值是否大于列值 else line if counter=2 then line=0000000000000000; else line if counter=3 then line=0000000000000000; else line if counter=4 then line=0000000000000000; else line if counter=5 then line=0000000000000000; else line if counter=6 then line=0000000000000000; else line if counter=7 then line=0000000000000000; else line if counter=8 then line=0000000000000000; else line if counter=9 then line=0000000000000000; else line if counter=10 then line=0000000000000000; else line if counter=11 then line=0000000000000000; else line if counter=12 then line=0000000000000000; else line if counter=13 then line=0000000000000000; else line if counter=14 then line=0000000000000000; else line if counter=15 then line=0000000000000000; else line null; end case; end if;end process;sel=q; -列扫描值输出end behavior;2-3 电字滚动 两个时钟控制，clk0用于点阵的动态扫描，clk1用于移位的时钟信号，每个clk1上升沿一到扫描的16列就左移一位，只需送出16列相应的代码即可。每个Case语句中都向左移一位。library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity dongdian isport(clk0,clk1,clr:in std_logic; sel:out std_logic_vector(3 downto 0); line:out std_logic_vector(15 downto 0);end dongdian;architecture rtl of dongdian issignal q: std_logic_vector(3 downto 0);signal choose:std_logic_vector(3 downto 0);beginsel=q;p0:process(clk1)beginif(clk1event and clk1=1) then if(choose=1111)then choose=0000;else choose=choose+1;end if;end if;end process p0;p1:process(clk0,clr) beginif(clr=1)then q1111)then q=0000;else q -case语句 case q is -嵌套的case语句 when 0000=linelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinenull; end case; when 0001= case q is -向下移一位 when 0000=linelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinenull; end case; when 0010= case q is when 0000=linelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinelinenull; end case; when 0011= case q is when 0000=linelinelinelinelinelineli