基于FPGA的LED大屏幕控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　只要在現(xiàn)在的市場(chǎng)上走一圈就會(huì)發(fā)現(xiàn)，大部分的中小規(guī)模 LED 顯示系統(tǒng)，采用的是傳統(tǒng)的單片機(jī)作為主控芯片。但是內(nèi)部資源較少、運(yùn)行速度較慢的單片機(jī)，很難滿足 LED 大屏幕的顯示屏，因?yàn)橄到y(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸量大，掃描速度要快。以 FPGA 作為控制器，一方面，F(xiàn)PGA 采用軟件編程實(shí)現(xiàn)硬件功能，可以有效提高運(yùn)行速度；另一方面，它的引腳資源豐富，可擴(kuò)展性強(qiáng)。因此，用單片 FPGA 和簡(jiǎn)單的外圍電路就可以實(shí)現(xiàn)大屏幕 LED 顯示屏的控制，具有集成度高、穩(wěn)定性好、設(shè)計(jì)靈活和效率高等優(yōu)點(diǎn)。

　　LED 大屏幕顯示系統(tǒng)由上位機(jī)（PC 機(jī)）、單片機(jī)系統(tǒng)、FPGA 控制器、LED顯示屏的行列驅(qū)動(dòng)電路等模塊組成，如圖 1 所示。上位機(jī)負(fù)責(zé)漢字、字符等數(shù)據(jù)的采集與發(fā)送。單片機(jī)系統(tǒng)與上位機(jī)之間以異步串行通信工作方式，通過(guò)串行端口從上位機(jī)獲得已完成格式轉(zhuǎn)換的待顯示的圖形點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，并將其存入 EEPROM存儲(chǔ)器。之后通過(guò) FPGA 控制器，將存儲(chǔ)器的顯示數(shù)據(jù)還原到 LED 顯示屏。掃描控制電路采用可編程邏輯芯片 Cyclone EP1C6，利用 VHDL 語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)，采用1/16 掃描方式，刷新頻率在 60 Hz 以上。本文著重介紹 256×1024 的單色圖文顯示屏的 FPGA 控制模塊。