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基于FPGA的c点阵显示系统设计

发布时间:2020-07-21 18:40:46 阅读: 来源:护眼仪厂家

摘要:本文用FPGA 设计 LED显示屏接收控制系统,着重研究系统硬件设计方案,进一步解决了 LED大屏幕数据的灰度控制、外扩存储器的性能要求及实现方式。用 QuartusII 软件开发各个模块, QuartusII 软件提供的人性化的界面操作,很多模块都可以在系统内直接实现, 方便实用。

LED屏早在60年代就已出现,但直到 90年代中期,才出现了全彩屏,该技术近年的价格已有了很大的降幅,分辨率也有了很大的改善。对于视频来说,LED屏的低分辨率表现性能良好。平常看到 LED屏的分辨率与电脑显示器的分辨率是差不多的。LED 彩色显示大屏是室外显示大屏中用的最多的,是公认的室外大型显示屏中最值得发展的产业,LED 屏以其高亮度、长使用寿命更胜一筹。与 LCD 相比,LED屏播放视频时的响应速度更快,亮度更高。与电子发射显示器相比,LED制造更简单。与 OLED相比,LED技术更成熟。总之,LED 显示以其得天独厚的优势占据了高分辨率视频显示市场。本文设计的基于FPGA的大屏幕LED点阵显示系统处理数据更快、存储量更大。 一、接收卡控制系统的总体方案设计

如图 1所示,视频数据通过 DVI 接口传给 FPGA1,进行分辨率的切换和显示区域的选择以及信号的反伽码矫正,通过网络传输给接收卡的 FPGA2,通过 FPGA2 进行数据的缓存,灰度控制以及行扫描和列驱动功能。

接收卡接收的是 DVI 传给 FPGA1,经 FPGA1 处理后的数据。在 FPGA2 内部还要进 行数据处理,处理要达到的目标:(1)数据能在 LED 屏幕上分区显示;(2)256 灰度级屏幕大小:256*800。

(一)灰度实现方案的选择

采用专用驱动芯片 BHL2000来控制 LED显示点阵,其内部自动有灰度控制电路。

BHL2000是一块专门用于 LED 扫描和驱动的高性能室外屏室内屏通用的专用集成电路。BHL2000 芯片对 LED 点阵的灰度采用占空比的调制方式并接受 8 位并行灰度脉宽宽度与灰度数据值成正比,图像数据存储容量为 32*16*8 比特,数据输入扫描与数据输出扫描独立,控制系统结构简单。

专用芯片与通用芯片相比有它独特的特点,专用驱动芯片内部有SRAM,输出时恒流控制。LED 显示效果更好,灰度实现简单,容易控制,为以后的扩展使用打下良好的基础。

(二)存储器方案设计

存储器实现方案有六种:(1)FIFO 实现;(2)双口 RAM 实现;(3)SDRAM 实现(4)SRAM 实现;(5)FLASHROM 实现(6)FPGA 内部开存储器来实现。

根据 LED 显示屏所要实现的 800*256分辨率的指标,还有灰度级控制方式,选用 SRAM来实现接收数据的缓存。因为其容量大,速度快,地址方便控制,可以进行跳地址读写数据,方便数据分区取出。

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