用CPLD设计LED显示屏控制电路.

1、第27卷第12期2003年12月信息技术I NFORMATI ON TECH NO LOGYVO L.27NO.12Dec.2003用CP LD设计LED显示屏控制电路刘志龙1,李 辉1,王革思2(1黑龙江省电子技术研究所，哈尔滨150040; 2.哈尔滨工程大学，哈尔滨摘 要:介绍了 LE D视频显示技术目前国内的发展状况以及发展趋势，着重介 绍了视频LE D显示系统的结构和主要的技术原理，如系统显示原理，点阵驱动电路 的实现丄ED显示屏的基本显示结构，显示特点。介绍了显示控制系统的设计潮流 以及用新CP LD器件M4A5- 128口6410VC设计时序控制电路的方法。关键词：LE D;显示

2、屏;CP LD;M4A5- n 6410VC中图分类号:T N949.192;T N949.16 文献标识码:B 文章编号:1009- 2552(200312-0023-02 Desig n of LE D display screen con trol circuit with CPLDLI U Zhi2lo ng1,LI Hui1,WANG G e2si2(1.H eil on gjia ng Provin cial E lectro nic T ech no logical I n situte,Harbi n150040,Chi na;2.H arbin E ngineering U

3、niversity,H arbin150001,ChinaAbstract:The paper in troduced developme nt situati on of LE D video displaytech no logy at prese nt and devel2 opme nt trend in the coun try,a nd prese nt mainly LE D video display systemic structure and primary tech no logy prin ciple,such as prin ciple of systemic dis

4、play,realization of dot-matrix devices circuit,LE D display screen display structure nd display feature.The desig n tide of display con trol system,a nd the methods of design seque ntial co ntrol circuits with new device CP LD M4A5-128n 6410VC are give n.K ey w ords:LE D;display scree n;CP LD;M4A5-

5、128n 6410VC近年来，随着计算机技术和集成电路技术的飞速发展，得到广泛应用的大屏 幕显示系统当属视频LE D显示系统。在LE D显示技术中，由于红色、绿色发光二 极管的亮度、光效色差等性能也得到了很大的提高，加之计算机多媒体制作软件的 发展,现在伪彩视频LE D显示系统的制造成本大大降低，应用领域不断增加。这种 伪彩色视频LE D显示系统采用了计算机多媒体技术，全同步动态显示视频图像，图 像清晰，亮度高,无拼缝，每种颜色的视频灰度等级已经由早期的16级灰度上升现在的256灰度,随着大规模集成电路和专用元器件的发展,256级灰度的全彩色视频LE D显示系统随时都可能实现。LE D电子显示

6、技术发展迅速，已成为当今平板显示领 域的主导之一。本文着重介绍用M4A5- 128口 6410VC设计LE D显示屏的控制电路。1 LED显示屏的构成在LE D显示系统中,点阵结构单元为其基本构成。每个显示驱动单元又是若干 个838点阵的LE D显示模块组成。通过多个显示驱动板拼装在一起，构成一个数平方米的显示屏，能用来显示各种文字、图像。LE D显示屏包括计算机视频采集电 路、控制电路、驱动电路及电源等，如图1所示。LE D显示屏具有红、绿两种基色，每基色256级灰度，像素节距为7.62mm,像素 在水平方向可达成1024点，垂直方向可达成768点。收稿日期：2003-05-14作者简介:刘

7、志龙（1975-,男,2002年7月毕业于哈尔滨工业大学计算机科学与技 术系，助理工程师，主要从事LE D电子显示技术的开发研究。32图1视频LE D显示系统结构框图2 LED电子显示屏特点LE D显示屏是由若干个显示单元拼接而成的，其显示方式采用LE D点阵与计 算机显示器屏幕相映射的原理，即LE D点阵的一个像素点对应着计算机显示屏的一 个像素点，例如计算机屏幕上的画面按分辨率分为 640列、480行，即LE D显示屏上 640 3480个点阵单元，每个点阵单元又包括红、绿、蓝三种发光二极管 ，这三种发光 二极管发出三种颜色的光混色后得到人眼所感觉到颜色，根据光学三基色原理，我们 只采集计

8、算机屏幕上的每一点的图像进行数字化并分解为红、绿、蓝三种信号，经 过系统处理后，传递到LE D,分别驱动相对应颜色的发光二极管，即实现了计算机屏 幕在LE D点阵屏幕上的映射。3 LED电子显示屏驱动原理在大多数LE D显示系统中，都采用刷新式驱动方法，即对每块LE D显示驱动单 元列向锁存数据，在行向进行扫描，根据LE D显示驱动板结构，采用in 16扫描占空 比。我们所设计的LE D显示驱动板驱动电路用两片 74HC595组成4:16线行译码 器，它提供整个扫描电路所需行信号,同时也用74HC595芯片来作串行移位寄存器, 它将系统传来的串行数据移位变成并行信号输出，这样驱动列需要提供串行

9、移位时 钟、并行锁入信号和输出使能信号，行扫描需要串行数据输入和串行移位时钟信号， 如图2所示。因此我们需要设计一个时序控制电路。4 用M4A5 128 n 640VC设计时序控制电路M4A5 128n 640VC是Lattice公司生产的CP LD器件，有128宏单元、64 个I no引脚。Lattice公司开发软件ispDesignEXPERT中集成了设计输入、编译、 验证和编程全部工作。首先进行设计输入，即可直接绘制原理图，也可用VH D L语 言编程。我们需要从10MH z时钟源得到100K H z信号用VH D L语言在VH D LMODU LEcIltMQOlO Quaa Acad

10、iik： Icwnal thdroii耐 hubllilmg Ftouse. All nghn racrraL hi/wwwj£nki-Min氈K线传专q啟二文本编辑器中编写一个名为图2点阵驱动电路原理图F1OOK.H D L文件如下:Library ieee;Use ieee.std logic 1164.all;Use ieee.std logic un sig ned.all;En tity f100k isP ort(clk :in std logic;q:out std logic vector(6dow nto0end;architecture arch of flOOk issig nal coun t:std logic vector(6dow ntoO;begi nprocess(clkbegi nif clk ' eve nt and clk=1the nif cou nt<99the ncoun t=co un t+1;else coun t=0;end if;end if;q<=co unt;end proces