EDA(LED点阵显示屏控制系统设计)

《EDA技术与应用》课程设计报告题目： LED点阵显示屏控制系统设计院（系）：机电与自动化学院专业班级：自动化学生姓名：学号： 2014指导教师：2017年6月 19日至2017年 6 月23 日*******《EDA技术及应用》课程设计任务书摘要：我国经济正处于发展的高峰期，也需要广大的公共场合信息公示平台，而利用LED点阵滚动显示正好符合情况，且这种方式已经成为信息传递的一种重要手段。

因此，在日常生活中，点阵随处可见。

通过多种控制手段，点阵还可以实现各种文字甚至图案的动态显示。

在不同的应用场合，点阵的设计要求也是不同的。

传统思路一般是应用单片机实现点阵控制，但该方法有一定的局限性。

该次课程设计主要研究利用VHDL语言编程来设计汉字的显示。

首先描述相应的设计电路；然后叙述在16*16矩阵显示汉字的原理；最后给出描述功能的VHDL设计语言。

并通过编程、调试、仿真、下载正确实现汉字滚动、扫描显示结果。

关键词： LED点阵；FPGA；VHDL语言；汉字滚动显示。

目录1．实验要求及总体方案 (1)1.1 实验要求 (1)1.2 扫描显示 (1)1.3 滚动显示 (1)2．LED点阵显示原理 (1)2.1 LED点阵原理 (1)2.2汉字取模 (2)3．扫描显示 (3)3.1 设计基本原理 (3)3.2计数器设计 (3)3.3 列驱动设计 (4)3.4 行驱动设计 (4)4.仿真图原理图及实物图 (4)4.1仿真图 (4)4.2原理图 (5)4.3实物图 (6)5.程序 (7)参考文献： (10)1．实验要求及总体方案1.1 实验要求本课程设计要求根据输入指令要求对16*16点阵的LED显示屏进行显示控制，在控制过程中以EP3C10E144C8为主控芯片，利用译码芯片进行行扫描控制，同时输出字型码进行显示控制。

1.2 扫描显示采用从上往下依次点亮，扫描显示16列。

每次显示一个汉字，显示完毕后扫描显示第二汉字，之后刷新显示第三汉字，依次刷新显示“高思禹20142101009”。

循环显示以上汉字。

1.3 滚动显示利用ROM库的方法，采用滚屏显示，使每一位都置‘1’这就实现了点亮；当第‘0’位也置‘1’后，给第0位也置‘0’，再采用上下的方法将每一位都置‘0’，这就实现了反相依次熄灭，等第15位为‘0’时，又重新开始，以此循环。

2．LED点阵显示原理2.1 LED点阵原理以下为16×16点阵LED外观及引脚图及其等效电路，只要其对应的X、Y轴顺向偏压，即可使LED发亮。

例如如果想使左上角LED点亮，则Y0=1，X0=0即可。

应用时限流电阻可以放在X轴或Y轴。

图2-1 16*16点阵LED等效电路图2-1 16*16点阵LED等效电路图2-1 点阵图点阵LED一般采用扫描式显示，实际运用分为三种方式：点扫面、行扫描、列扫描。

若使用第一种方式，其扫描频率必须大于16×64=1024Hz，周期小于1ms即可。

若使用第二和第三种方式，则频率必须大于16×8=128Hz，周期小于7.8ms即可符合视觉暂留要求。

此外一次驱动一列或一行（16颗LED）时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足。

2.2汉字取模图2-2 汉字取模用取模软件依次取出相应字的代码，其中的16进制数可利用计算机中的计算器软件转换成二进制即可。

3．扫描显示3.1 设计基本原理图3-1 基本原理图16×16扫描LED点阵只要其对应的X、Y轴顺向偏压，即可使LED发亮；计数器模块用来控制每个字显示的时间长短，当计数器计数到设定的值后，显示屏就换下一个字；本设计由32进制计数器(COUNT32)，16进制计数器(COUNT16)，行驱动（XIANSHI）和列驱动(ROWCON)组成。

3.2计数器设计s1是计数器，其每计一次数，更换一个字显示。

例如当计数为“0010”时显示“*”，当计数为“0011”时显示“*”，按要求需显示“*********”，所以当计数为“1110”时又循环显示“*”，给其脉冲周期为1S,1S钟换一个字。

3.3 列驱动设计b0控制所亮的行，当输出为0001时，给点阵的第一列高电平，输出为0010H 时，给点阵的第二行列电平，依次类推，逐次给每列高电平。

3.4 行驱动设计该模块控制的是所显示的字。

例如当s1为0001时，表示显示第一个字；当s1为00010时，表示显示第二个字，依次类推。

b0控制所显示的为字的第几行，例如当b0为0001时，表示输出字的第一行文字信息；b0为0010时，表示输出字的第二行文字信息，依次类推。

4.仿真图原理图及实物图4.1仿真图图4-1 时序仿真图4.2原理图图4-2 原理图（上下连接）4.3实物图图4-3滚动显示实物图5.程序Library ieee;Use ieee.std_logic_1164.all;Use ieee.std_logic_unsigned.all;Entity G isPort(clk:in std_logic;s0:out std_logic_vector(3 downto 0);Cout:out std_logic_vector(15 downto 0)); End G;ARCHITECTURE bhv of G issignal b0:std_logic_vector(3 downto 0); Signal s1:std_logic_vector(3 downto 0); Signal s2:std_logic_vector(15 downto 0); Begina1:process(clk) beginIf clk'event and clk='1' thenb0<=b0+1;end if;s0<=b0;End process;a2:process(clk) beginIf clk'event and clk='1' thenCase s1 isWhen"0001"=>case b0 is--高When"0001"=>s2<="0000000110000000"; When"0010"=>s2<="1111111111111111"; When"0011"=>s2<="0000000000000000"; When"0100"=>s2<="0001111111111000"; When"0101"=>s2<="0001100000011000"; When"0110"=>s2<="0001111111111000"; When"0111"=>s2<="0000110000110000"; When"1000"=>s2<="0111111111111110"; When"1001"=>s2<="0110100000000110"; When"1010"=>s2<="0110111111110110"; When"1011"=>s2<="0110110000110110";When"1101"=>s2<="0110111111110110"; When others=>s2<="0000000000000000"; End case;When"0010"=>case b0 is--* When"1111"=>s2<="0000000000000000"; When"0000"=>s2<="0111111111111110"; When"0001"=>s2<="0111000110001110"; When"0010"=>s2<="0111000110001110"; When"0011"=>s2<="0111111111111110"; When"0100"=>s2<="0111000110001110"; When"0101"=>s2<="0111000110001110"; When"0110"=>s2<="0111111111111100"; When"0111"=>s2<="0000000000000000"; When"1000"=>s2<="0111110110001100"; When"1001"=>s2<="0111110111001110"; When"1010"=>s2<="0110110011100110"; When"1011"=>s2<="1110110001111111"; When"1100"=>s2<="1100110000011011"; When"1101"=>s2<="1100111111111000"; When others=>s2<="0000000000000000"; End case;When"0011"=>case b0 is--* When"1111"=>s2<="0000000000000000"; When"0001"=>s2<="0111111111111110"; When"0010"=>s2<="0000000110000000"; When"0011"=>s2<="0011111111111100"; When"0100"=>s2<="0111000110000110"; When"0101"=>s2<="0111000110000110"; When"0110"=>s2<="0011111111111100"; When"0111"=>s2<="0000000110000000"; When"1000"=>s2<="0111111111111110"; When"1001"=>s2<="1110000110110111"; When"1010"=>s2<="1110000110111111"; When"1011"=>s2<="1110000011111111";When"1101"=>s2<="1110000000001111"; When"1110"=>s2<="1110000001111110";When others=>s2<="0000000000000000";End case;When others=>s2<="0000000000000000";End case;End if;Cout<=s2;End process;a3: process(clk)Variable m:integer range 0 to 511;Variable int:std_logic;BeginIf clk'event and clk='1' then m:=m+1;If m=511 thens1<=s1+1;End if;End if;End process;end ;----程序只模拟扫描显示“高**”三个字。