毕业答辩-基于FPGA的点阵显示PPT模版剖析ppt课件

1、基于FPGA的点阵显示系统的设计,学 生： xxx 专业班级：xxxx 指导老师：xxxx 学 校：xxxx 学 号：xxxx,1.1 课题研究的背景和意义,LED点阵显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示屏系统。它以色彩鲜艳、动态范围广、亮度高、寿命长、工作稳定等优点而成为众多显示媒体以及户外作业显示的理想选择。受到体育场馆用LED显示屏需求快速增长的带动，近年来，中国LED显示屏应用逐步增多。目前，LED已经广泛应用在银行、火车站、广告栏、体育馆之中。 因此，本设计是很有必要的，之所以基于FPGA设计是因为现场可编程门阵列设计周期小，灵活度高，适合用于小批量系统，提

2、高系统的可靠性和集成度。并且采用编写灵活的VHDL编写主程序。本设计可以方便的应用到各类广告宣传中。 LED点阵显示特点： （1）可以显示各种数字、文字、图表、曲线、图形； （2）采用纯红、高绿作双基色发光器件，发光亮度高，色彩鲜艳、丰富； （3）显示效果清晰、稳定、功耗低、寿命长； （4）优质铝合金结构，磨沙、银镜或钛金不锈钢包边。尺寸和规格可根据 需要灵活组合； （5）支持各种计算机网络，编辑软件丰富、易用； （6）适用于室内、外所有信息发布及广告宣传场所。如：银行、证券交易所、商场、市场、宾馆、洒楼、电信、邮政、医院、车站、机场等,1.2 FPGA设计的特点,FPGA的主要特点是: 寄存

3、器数目多, 采用查找表计数,适合时序逻辑设计。 但是互连复杂, 由于互连采用开关矩阵,因而使得延时估计往往不十分准确。 FPGA也有其自身的局限性, 其一就是器件规模的限制,其二就是单元延迟比较大。 所以, 在设计者选定某一FPGA器件后, 要求设计者对器件的结构、性能作深入的了解, 在体系结构设计时, 就必须考虑到器件本身的结构及性能, 尽可能使设计的结构满足器件本身的要求. 这样就增加了设计的难度,2.1设计任务与要求,设计任务：设计一个基于FPGA的点阵显示控制器，能够进行一屏一字的进行汉字的显示和屏幕清除控制,设计要求 （1）输出预定义“雅、安、加、油”四个汉字； （2）输出汉字循环显

4、示； （3）操作方便、可维护性高； （4）程序简捷，便于修改,2.2 设计原理,根据系统设计的要求，设计主要由：控制模块、时钟模块、分频器模块、计数器模块、并置模块、存储器模块和显示模块构成。（如右图）其中控制模块主要用于控制整个电路的运行。时钟模块主要用于提供时钟信号，让电路工作。分频器主要讲时钟进行分频，产生比原来时钟小得多的另一信号。计数器模块主要在时钟的驱动下为存储器提供扫描地址，实现对点阵模块的控制。并置模块主要用于将两个时钟信号并置，从而实现汉字间的循环显示。存储器模块主要用于存储汉字的字型码，可通过改变字型码实现不同的汉字显示。显示模块就是LED点阵,2.3 显示原理,1616扫

5、描LED点阵有16个共阴极输出端口,每个共阴极对应有16个LED显示灯，所以其扫描译码地址需4位信号线（SEL0-SEL3），其汉字扫描码由16位段地址（0-15）输入。 通过时钟的每列扫描显示完整汉字。我们可以将16X16点阵看成4个8X8点阵拼凑在一起。 （下图为8*8等效电路图,2.3.1 LED的显示原理,8*8点阵共需要64发光二级管组成，且每个发光二极管的正负极都是放置在行线和列线上的，只需要对应的阳极为“1”，阴极为“0”，则相应的二极管就亮。如果要显示字体，只需要通过编辑控制各显示点对应的阳极端和阴极端的电平,就可以有效控制各显示点的亮灭,2.3.2 汉字的显示原理,汉字显示使

6、用的是1616的点阵，列选信号为SEL0，SEL1，SEL2,SEL3, 经4-16译码器输出16列，从左起为第一列，列选信号是由一个4位向量 SEL3.0控制；行选信号为H0H15,是由16个行信号组成的，每一行由一个单 独的位来控制，高电平有效。例如“0000”表示第0列“0000000000000001”表示第 一行的点亮。由于列是由一个向量决定，而每一时刻的值只能有一个固定的值， 因而只能使某一列的若干个点亮，因此就决定了用逐列扫描的方法,2.4 汉字显示,2.4.1 列循环扫描,通过对每一列的扫描来完成对汉字的实现，只要扫描的频率足够快，就能 给人以连续的感觉。因此要控制扫描的频率，

7、不能太低，否则，就会造成视觉上的不连续，本设计的扫描频率不得低于50Hz,2.4.2 字符样式设计,本次设计显示汉字为“雅、安、加、油”四个汉字。按下图显示效果可以得 出程序代码。白色部分取“0”，黑色部分取“1”。由于本次设计采用列扫描，例如 “雅”字第9列应该为“0000111111110000,2.4.3 字母循环扫描及期间的延时环节,为使汉字不断地循环显示，并且使每个字母之间有停顿，就需要在中间加一定 的延时和循环环节。在这一环节中，可以通过修改延时的数值来控制每个汉字的 显示时间,2.4.4 屏幕清楚功能,为使本设计更加完善，便于使用控制。增加清除屏幕功能。当rst健按下时， 屏幕清

8、空,3.1 调试与仿真,3.1.1 建立工作库文件夹和编辑设计文件 （1）新建一个文件夹。首先利用资源管理器新建一个文件夹，这里假设本设计的文件夹取名为DZXS。 （2）输入源程序。打开QuartusII6.0，选择菜单“File”“New”命令，在“New”窗口的“Device Design Files”中选择编译文件的语言类型，这里选择“VHDL File”,然后在VHDL文本编译窗中输入源程序。 （3）文件存盘。选择“File”“Save As”命令，找到已设立的文件夹，存盘文件名应该与实体名一致。当出现问句“do you want to create”时，若单机“是”按钮，则直接进入创

9、建工程流程。 3.1.2创建工程 （1）打开建立新工程管理窗口。选择菜单“File”“New Project Wizard”命令。 （2）将设计文件加入工程中。 （3）选择仿真器和综合器类型。选择默认“NONE”。 （4）选择目标芯片。单击“Next”按钮，选择目标芯片。首先在Family栏中选择芯片系列，选择芯片为EP2C5T144C8,3.1.3编译前设置 (1)选择配置期间的工作方式。单击“Device 毛刺检测Glitch detection 为1ns 宽度;选中Run simulation until all vector stimuli 全程仿真。设置输入参数。 （5）启动仿真器。现在所有设置进行完毕，在菜单“Processing”项下选择 “Start Simulation”，直到出现Simulation was successful，仿真结束。（如下图） （6）观察仿真结果。仿真波形文件“Simulation Report”通