一种基于MCU+FPGA的LED大屏幕控制系统的设计

基于MCU+FPGA的LED大屏幕控制系统的设计 本文主要简单介绍了一种基于MCU+FPGA的LED大屏幕控制系统的设计。该系统由上位机、单片机系统、FPGA控制器、LED显示屏的行列驱动电路等模块组成。FPGA控制器采用软件编程实现硬件功能，可以有效提高运行速度；它的引脚资源丰富、可扩展性强，能够满足LED大屏幕的显示需求。 系统总体结构中，上位机负责汉字、字符等数据的采集与发送。单片机系统与上位机之间以异步串行通信工作方式，通过串行端口从上位机获得已完成格式转换的待显示的图形点阵数据，并将其存入EEPROM存储器。之后通过FPGA控制器，将存储器的显示数据还原到LED显示屏。 LED显示屏基本工作原理是，列显示数据通常采用的是串行传输方式，行采用1/16的扫描方式。在移位脉冲SRCLK的作用下，串行数据从74HC595的数据端口SER一位一位地输入，当一行的所有32列数据传送完后，输出锁存信号RCLK并选通行信号Y0，则第1行的各列数据就可按要求显示。 FPGA控制模块的设计主要包括单片机与FPGA接口及数据读写模块、读地址发生器、译码器、行地址发生器、数据锁存器组、移位寄存器组、脉冲发生器等模块。FPGA控制模块的主要功能是将存储器的显示数据还原到LED显示屏，并对显示数据进行处理和传输。 在FPGA控制模块中，读地址发生器主要产生读地址信号，地址信号送往MCU接口及数据读写模块，读取外部SRAM1或SRAM2中已处理好的LED显示屏数据，并把数据按分区方式送到数据锁存器组锁存。锁存器输出16分区数据，通过移位寄存器组实现并串转换得到显示屏所需要的串行数据，并送往LED显示屏列驱动电路。 此外，单片机与FPGA接口及数据读写模块结构中，单片机从EEPROM中读取数据并根据显示要求进行处理后，通过接口及数据读写模块把数据送往数据缓冲器SRAM1或SRAM2。为了提高数据的传输速度，保证显示效果的连续性，在系统中采用双体切换技术来完成数据存储过程。 本文设计了一种基于MCU+FPGA的LED大屏幕控制系统，该系统具有集成度高、稳定性好、设计灵活和效率高等优点。