数字系统设计任务书-汉字的LED点阵动态显示.doc
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1、数字系统设计任务书_汉字的LED点阵动态显示 作者: 日期:2 个人收集整理 勿做商业用途 数字系统设计报告学 院(部): 电气与信息工程学院 专 业: 自动化 学 生 姓 名: 陈建允 指 导 老 师: 聂辉 班 级: 1002 学号 10401700504 2013年11月数字系统设计任务及要求学院:电气与信息工程学院 班级:自动化1002班 姓名:陈建允 学号:10401700504 课题汉字的LED点阵动态显示系统功能要 求通过用Quartus设计、调试1616点阵动态显示,熟悉Quartus的设计输入、设计编译、仿真验证、时序分析、器件编程等基本操作。本设计要求掌握汉字的点阵显示原理
2、、LED点阵的组成及驱动原理、字模软件的使用和汉字动态显示的编程方法。具体要求:1。用一个1616的LED点阵显示“班级,姓名,2013年11月18日2。至少用以下一种方法实现上面的显示。 显示方式 :a按钮k0一次就显示下一个字符;b左移显示; c右移显示 d上移显示; e下移显示;其中a方式可以用按键按下显示下一个字,用单次脉冲开关进行切换,即按一次单次脉冲开关显示一个汉字或数字;也可用软件控制,每隔一定时间显示一个字。汉字字模数据:1616,宋体。字模提取方法:从第一个开始向下每取8个点作为一个字节,如果最后不足8个点就补满8位.取模顺序:从高到低,即第一个点作为最高位。如-取为1000
3、0000。3。电路原理图:使用visio或protel 或proteus 绘制4。编程思路,用visio画程序设计流程图或用文字描述5.详细的程序清单(Quartus工程文件夹)6.仿真过程及结果(截图,视频),RTL图等工具ELEDAV+试验箱。FPGA型号芯片EP1K30TC144-3 .1616LED点阵进度安排第1周:理解设计内容,查阅资料,确定设计思路并撰写计划,完成方案设计以及电路原理图设计,并开始软件设计。第2周:主要做程序设计,用实验箱调试程序(验收),撰写实验报告,用A4打印。 汉字的LED点阵动态显示一、 系统设计要求;通过用Quartus设计、调试1616点阵动态显示,熟
4、悉Quartus的设计输入、设计编译、仿真验证、时序分析、器件编程等基本操作。本设计要求掌握汉字的点阵显示原理、LED点阵的组成及驱动原理、字模软件的使用和汉字动态显示的编程方法。具体要求:1。用一个1616的LED点阵显示“班级,姓名,2013年11月18日。2.至少用以下一种方法实现上面的显示。 显示方式 :a按钮k0一次就显示下一个字符;b左移显示; c右移显示 d上移显示; e下移显示;其中a方式可以用按键按下显示下一个字,用单次脉冲开关进行切换,即按一次单次脉冲开关显示一个汉字或数字;也可用软件控制,每隔一定时间显示一个字。汉字字模数据:1616,宋体。 字模提取方法:从第一个开始向
5、下每取8个点作为一个字节,如果最后不足8个点就补满8位。 取模顺序:从高到低,即第一个点作为最高位.如*-取为10000000。 3。电路原理图:使用visio或protel 或proteus 绘制. 4。编程思路,用visio画程序设计流程图或用文字描述。 5.详细的程序清单(Quartus工程文件夹).6.仿真过程及结果(截图,视频),RTL图等。二、 系统设计原理;2.1、LED的显示原理; 1616扫描LED点阵的工作原理同8位扫描数码管类似。它有16个共阴极输出端口,每个共阴极对应有16个LED显示灯,所以其扫描译码地址需4位信号线(SEL0SEL3),其汉字扫描码由16位段地址(0
6、-15)输入。 通过时钟的每列扫描显示完整汉字。 图21 LED灯红绿信号 图2-2 1616点阵LED等效电路点阵LED一般采用扫描式显示,实际运用分为三种方式: (1)点扫描(2)行扫描(3)列扫描若使用第一种方式,其扫描频率必须大于1664=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168=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(8颗LED)时需外加驱动电路提高电流,否则LED亮度会不足。2.2、汉字的储存;用动态分时扫描技术使LED点阵模块显示图像,需要进行两步工作.第一步是获得数据并保存,即在存贮器中建立汉字数据库。第
7、二步是在扫描模块的控制下,配合行扫描的次序正确地输出这些数据。获得图像数据的步骤是,先将要显示的每一幅图像画在一个如图3。3所示的被分成1616共256个小方格的矩形框中,再在有笔划下落处的小方格里填上“1,无笔划处填上“0”,这样就形成了与这个汉字所对应的二进制数据在该矩形框上的分布,再将此分布关系以3216的数据结构组成64个字节的数据,并保存在只读存贮器ROM中。以这种方式将若干个汉字的数据贮存在存贮器内,就完成了图像数据库的建立工作。 2.3、设计方案; 1616扫描LED点阵只要其对应的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
8、限流电阻可以放在X轴或Y轴。它有16个共阴极输出端口,每个共阴极对应有16个LED显示灯。本实验就是要通过CPLD芯片产生读时序,将字形 从寄存器中读出,然后产生写时序,写入1616的点阵,使其扫描显示输出.为了显示整个汉字,首先分布好汉字的排列,以列给出汉字信息(从16个Y轴线输入字模信息);然后以128HZ的时序逐个点亮每一行(行扫描),即每行逐一加高电平,根据人眼的视觉残留特性,使之形成整个汉字的显示。LED点阵每个点都有一个红色的发光二极管。点阵内的二极管间的连接都是行共阳,列共阴(要点亮的二极管给出低电平字模信息)。本实验采用共阴,当二极管的共阳极为高电平,共阴极为低电平时,所接点发
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