基于51單片機(jī)和可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)LED顯示屏的硬件設(shè)計(jì)

2.3 LED顯示驅(qū)動(dòng)時(shí)序信號(hào)的產(chǎn)生

CPLD 與LED點(diǎn)陣的驅(qū)動(dòng)電路接口如圖 所示，其中：CS為3-8譯碼器片選信號(hào)；OE為BMI5026輸出使能信號(hào)，控制LED點(diǎn)陣是否能被點(diǎn)亮；LE為驅(qū)動(dòng)芯片數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)；sck為移位脈沖，將CPLD串行輸出的紅綠數(shù)據(jù)串行移入MBI5026（移位寄存器）；A-D為雙3-8譯碼器構(gòu)成的4-16譯碼器的數(shù)據(jù)輸入，實(shí)現(xiàn)顯示行選通控制； sdr為紅數(shù)據(jù)信號(hào)線；sdb為綠數(shù)據(jù)信號(hào)線。

其工作過(guò)程為：S3狀態(tài)，sck脈沖置0，sdr和sdb分別輸出一位數(shù)據(jù)；S4狀態(tài)時(shí)，sck置 1，紅和綠數(shù)據(jù)分別移入相應(yīng)移位寄存器BMI5026，若不足8位時(shí)，返回S3狀態(tài)，若不足一行時(shí)，返回S1狀態(tài)，讀下一個(gè)字節(jié)，若完成一行數(shù)據(jù)移位過(guò)程，則轉(zhuǎn)S5狀態(tài)；S5狀態(tài)時(shí)，置le為0，將BMI5026的緩沖寄存中一個(gè)顯示行的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)送輸出寄存器，同時(shí)置cs1有效，控制第hcnt行的點(diǎn)陣顯示，然后判斷一屏內(nèi)容是否顯示完成，返回s1狀態(tài)。圖4為完整的有限狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)圖。

下面給出LED顯示屏體驅(qū)動(dòng)時(shí)序信號(hào)對(duì)應(yīng)的Verilog HDL程序代碼：

s3: begin
sck=1'b0;
sdr= SDA color[0];
sdb= SDC color[1];
OE=1'b1; CE=1'b1;
state=s4;
end
s4: begin // 移位輸出到LED顯示屏
sck = 1'b1;
shcnt = shcnt +1'b1;
if (shcnt = = 0)
begin
addr=addr+1'b1; //讀完一個(gè)字節(jié)地址記數(shù)器加1
byte=byte+8'b1;
if(byte= = nrow)// 如果讀完一行數(shù)據(jù)
begin
oe1=1'b1;//關(guān)LED顯示
cs=1'b1;
le=1'b0;//驅(qū)動(dòng)芯片寫入數(shù)據(jù)
byte = 8'b0;
state=s5;//讀完一行數(shù)據(jù)則顯示
end
else state=s1;
end
else state=s3; //當(dāng)前字節(jié)移位輸出
end
s5: begin
sck=1'b0;
le=1'b0;
counter=hcnt;
OE=1'b1;
CE=1'b0;
if(addr = = nscreen)
addr=0;
oe1=1'b0;
cs=1'b0;
state =s1;
end

4系統(tǒng)測(cè)試及仿真

系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)調(diào)試環(huán)境是：單片機(jī)部分在KeilC51下調(diào)試，CPLD部分在Maxplus10下調(diào)試。LED顯示屏的掃描控制模塊的Verilog HDL源程序編寫完成后，在ALTERA公司Maxplus10可以先進(jìn)行軟件仿真，以觀察各信號(hào)是否符合硬件電路所需的時(shí)序要求。圖5為掃描模塊 CLPD仿真結(jié)果，符合設(shè)計(jì)要求。通過(guò)JTAG接口下載到ATF1508AS后，系統(tǒng)工作正常。

5 結(jié)束語(yǔ)

基于Verilog HDL實(shí)現(xiàn)的LED顯示屏掃描控制模塊，應(yīng)用于我們開(kāi)發(fā)LED大屏幕電子信息顯示屏系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高性了性價(jià)比。該LED顯示屏在實(shí)際應(yīng)用中具有良好的顯示效果，畫面清晰、性能穩(wěn)定，已經(jīng)在學(xué)校的多個(gè)部門得到應(yīng)用。