EDALED点阵显示屏控制系统设计.doc
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1、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一、设计题目LED点阵显示屏控制系统设计二、设计主要内容 (1) 控制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。 根据控制要求,编写VHDL程序实现LED点阵屏控制功能; 使用字库转换软件实现汉字字型码的转换。
2、要求能够实现名字及学号的现示,要求能够实现字符不同的移动显示方向,能够实现不同的显示速度(时钟频率不变)。(2) 设计要求 设计FPGA的基础工作电路; 设计LED点阵屏,译码电路,驱动电路及FPGA芯片的硬件电路连接; 程序设计及仿真调试; 程序下载并进行硬件调试 (3)撰写说明书 含系统硬件设计电路; 含软件设计(程序及必要的说明); 含软件仿真及生成的顶层文件,含代码生成的硬件电路; 调试及调试结果,以及在调试过程中出现的问题及解决办法。三、原始资料(1) 16*16点阵LED屏可显示数字及汉字,对于点阵,在给出字型码数据的同时给出行扫描信号,通过控制给出数据的速度,结合人体的视觉效应可
3、以使点阵屏稳定显示字符;(2) 本系统控制的还有译码电路及驱动电路。通过输出译码数据,可以调整显示字符的移动方向。(3) 在控制过程中,可以外接控制开关控制字符显示方式; (4) EP3C10E144C8芯片只能输出3.3V电压,对于16个LED液晶灯的驱动是不够的,因此必须有外接驱动电路提供足够的驱动能力。 驱动点阵屏显示根据输入信号产生点阵屏的控制数 据控制信号驱动电路CLK译码电路四、要求的设计成果在QuartusII软件中新建原理图文件,编译,仿真,锁定管脚并下载到目标芯片。 (1) 根据设计要求, 设计系统的原理框图,说明系统中各主要组成部分的功能; (2) 在QuartusII软件
4、中,编写各个模块VHDL源程序;并上机调试通过; (3) 根据软件编好用于系统仿真的测试文件;(4) 编好用于硬件验证的管脚锁定文件;(5) 记录系统各个模块仿真结果; (6) 记录调试过程中出现的问题及解决办法。注意:基本要求学生必须完成,学有余力的学生可以在基本要求完成的前提下,选择其它方案完成设计。一般来说,生成的硬件电路越简单考查评价就越高。五、进程安排序号课程设计内容学时分配备注1集中学生学习课程设计的关键理论知识、分配设计任务、明确设计要求、查找资料等。0.5天2根据任务的要求进行方案构思,初选方案,绘制系统原理框图并与指导教师讨论,方案定稿。 0.5天3完成各模块的VHDL程序设
5、计、编译和时序仿真2天4编程、下载,结合硬件平台,进行调试。完成顶层文件图绘制,对编制好的文件交给老师检查,并按照老师要求修改。1天5撰写课程设计说明书0.5天6答辩及验收课程设计0.5天合计5天六、主要参考资料1 侯伯享. VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计. 西安:西安电子科技大学出版,20102 潘松. EDA技术实用教程. 成都:电子科技大学出版社,20103 李玉山. 电子系统集成设计技术. 北京:电子工业出版社,2010.6.4 李国丽.EDA与数字系统设计.北京:机械工业出版社,20095 周彩宝.VHDL语言及其应用. 上海:华东计算机技术研究所:20096 谭会生.EDA
6、技术中和应用实例与分析.西安:西安电子科技大学出版社,2008 指导教师(签名): 20 年 月 日摘 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
7、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11.1 实验要求11.2 扫描显示11.3 滚动显示12LED点阵显示原理12.1 LED点阵原理12.2汉字取模23扫描显示33.1 设计基本原理33.2计数器设计33.3 列驱动设计43.4 行驱动设计44.仿真图原理图及实物图44.1仿真图44.2原理图54.3实物图65.程序7参考文献:101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EP3C10E144C
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