基于FPGA的ED_16×16点阵汉字显示设计.doc

江西理工大学应用科学学院 VHDL/EDA综合课程设计报告 综合测试 总评 格式 （10） 内容 (40) 图表 （10） 答辩 （20） 平时 （20） 目录 第一章 前言 3 1.1 本设计的研究背景和研究目的 3 1.2 LED点阵显示特点 3 1.2 LED点阵显示特点 3 1.3 FPGA设计的特点 3 第二章 系统设计 5 2.1设计任务与要求 5 2.1.1设计任务 5 2.1.2设计要求 5 2.2设计原理 5 2.2.1总体设计方案 5 2.2.2方案的比较 5 2.3扫描控制模块 5 2.3.1 LED的显示原理 4 2.3.2汉字的存储 5 2.4 方案一.. 6 2.4.1 16进制计数器设计 7 2.4.2列驱动设计 8 2.4.3行驱动设计 9 2..5汉字的储存…………………………………………………………………………19 2.5.1汉字显示…………………………………………………………………………..20 2.5.2列循环扫描………………………………………………………………………..20 2.5.3字符样式设计……………………………………………………………………..21 第三章 系统调试与仿真 25 3.1开发环境介绍 25 3.2调试与仿真 25 3.2.1 创建工程…………………………………………………………………………..25 3.2.2 编译前设置 25 3.2.3 全程编译 27 3.2.4时序仿真 28 第四章 结束语 29 答谢辞 29 参考文献 29 第一章 前言 1.1 本设计的研究背景和研究目的 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、体育场馆之中。而随着世博会的临近，LED显示屏将广泛的应用在体育场馆以及道路交通指示中，LED显示屏在体育广场中的应用将出现快速增长。 因此研究LED汉字滚动显示屏的设计方法具有重要的理论和现实意义。 随着我国经济的高速发展,对公共场合发布信息的需求日益增长，利用LED点阵滚动显示汉字的出现正好适应了这一市场需求，已经成为信息传播的一种重要手段。 采用传统方法设计的汉字滚动显示器，通常需要使用单片机、存储器和制约逻辑电路来进行PCB板级的系统集成。尽管这种方案有单片机软件的支持较为灵活，但是由于受硬件资源的限制，未来对设计的变更和升级，总是难以避免要付出较多研发经费和较长投放市场周期的代价。随着电子设计自动化（EDA）技术的进展，基于可编程FPGA器件进行系统芯片集成的新设计方法，也正在快速地到代基于PCB板的传统设计方式。因此，本设计的研究是很有必要的，之所以基于FPGA设计是因为现场可编程门阵列（FPGA）设计周期小，灵活度高，适合用于小批量系统，提高系统的可靠性和集成度。并且采用编写灵活的VHDL语言编写主程序。 1.2 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。 1.3 FPGA设计的特点 FPGA 通常被认为是ASIC 实现的一种替代手段. 一般ASIC 包括三种, 既全定制、半定制(含标准单元和门阵列) 以及可编程器件对于前两种, 需要支付不可重复使用的工程费用NRE (Non recurring Engineering) , 主要用于芯片的流片、中测、分析的工程开销, 一次费用一般在1 万至数万美元以上如果一次不成功、返工、甚至多次返工,NRE 费用将要上升成本高、风险大, 而通常对每个ASIC 品种的需求量往往不大,NRE 费用分摊到每个产品上价太高, 用户无法接受而对于可编程器件PLD (Programmable Logic Device) 正是可以解决上述问题的新型ASIC, PLD 以其操作灵活、使用方便、开发迅速、投资风险小等突出优点, 特别适合于产品开发初期、科研样品研制或小批量的产品. FPGA 是一种新型的PLD, 其除了具有PLD 的优点外, 其规模比一般的PLD 的规模大目前,Xilinx 推出的XC4025 可以达到25000 门的规模,Altera 公司的FLEX10K100 系列芯片可达到十万门的规模,完全可以满足用户的一般设计需要??? FPGA 的主要特点是: 寄存器数目多, 采