基于cyclone EP1C6 的LED大屏设计方案

3.3 FPGA控制单元软件设计

FPG

www.55dianzi.com A控制单元的设计是在QUARTUSII环境下完成，并用硬件描述语言VHDL描述，主要功能是配置 双口RAM 、设计扫描控制电路。该单元的软件设计模块如图5所示。

图5 FPGA 控制单元软件设计框图

   双端口RAM的配置完全通过在QUARTUS环境中设置菜单实现，配置完成后将自动生成一个VHDL文件，描述双口RAM的内部逻辑功能，双口RAM在整个程序设计作为一个元件调用。

基于FPGA的扫描模块的软件设计如下：首先对FPGA总时钟clk进行64分频得到clk1，clk1的低电平其间FPGA读取双口RAM的数据，每4个clk周期读一个16位的数据，共读出16个数。clk1的高电平期间FPGA进行列扫描，每2个clk周期同时输出16个数的1位，共32个周期将这16个数由并转串输出到16根数据线上，由于 单片机 写RAM的速度低于FPGA对数据的处理速度，剩下的32个clk周期用于等待单片机完成一个区的写操作。12个clk1周期后，一行的数据全部扫描完毕，FPGA输出一个列锁存信号给74LS595锁存这些数据，同时输出行扫描信号和行锁存信号，接着扫描第二行，由于采用 16根数据线进行隔8行扫描，整个LED电子屏128行只要完成8次行扫描即可，时序如图6所示。

图6 扫描时序图

 5   结束语

通过采用自顶向下的设计思想，运用EDA技术实现FPGA内部双口RAM的配置和扫描控制电路的设计，将复杂的系统设计集成在一起，只需一片 FPGA就可以实现所需的功能，高集成度带来的不仅是成本降低，还提高了系统的稳定性和可靠性。基于 cyclone EP1C6 的LED 大屏设计方案已成功应用于我院的LED图文发布电子屏，实践证明：本系统能以多种播出方式显示各种字体和型号的文字和图形信息，与同类设计相比，画面清晰、性能稳定、操作使用简单，具有很好的应用前景。

参考文献

1 罗亚非.  凌阳16位单片机应用基础. 北京：北京航空航天大学出版社，2003；12：163~173
2 石东海.  单片机数据通信技术从入门到精通. 西安：西安电子科技大学出版社，2002；11：104~109
3 潘松，黄继业.  EDA技术实用教程. 北京：科学出版社，2002;10：231~237
4 李爱国. 模块化LED电子大屏幕的设计与实现. 计算机应用研究，1998;2：74~75

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本文关键字：大屏  DSP/FPGA技术，单片机-工控设备 - DSP/FPGA技术