基于FPGA的大屏幕全彩LED掃描控制器設(shè)計(jì)

　　由于LED 顯示屏包含4 列相互獨(dú)立的顯示模塊,因此掃描控制電路需要提供4 路RGB 數(shù)據(jù)輸出接口, 在圖1 中表示為RGB0 ～ RGB3 。

　　CLOCK_OUT 為移位時(shí)鐘信號(hào)輸出端口,RGB0～RGB3 在該時(shí)鐘的上升沿有效,各個(gè)端口的紅、綠、藍(lán)三色顯示數(shù)據(jù)通過(guò)時(shí)鐘脈沖信號(hào)分別逐位移入驅(qū)動(dòng)芯片的顯示緩存。LA TCH 信號(hào)為串行數(shù)據(jù)輸出結(jié)束后需要進(jìn)行顯示刷新時(shí)的鎖存脈沖。EN 為灰度控制信號(hào),當(dāng)EN 有效時(shí),L ED 可以隨輸入數(shù)據(jù)的0 、1 狀態(tài)熄滅或者點(diǎn)亮,其有效時(shí)間寬度對(duì)應(yīng)為表2 所示的點(diǎn)亮?xí)r間。

　　EN 信號(hào)產(chǎn)生模塊為實(shí)現(xiàn)灰度圖像顯示的重要模塊,該模塊將輸入的位計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換成為對(duì)應(yīng)位的點(diǎn)亮?xí)r間,并進(jìn)行相應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)度的亮度控制。

　　在本設(shè)計(jì)中,輸入的灰度信號(hào)為256 級(jí),考慮到反γ非線性校正過(guò)程引起的灰度損失,將輸出的灰度級(jí)別定義為1 024 級(jí),因此需要得到10 位灰度數(shù)據(jù)各個(gè)位對(duì)應(yīng)的點(diǎn)亮?xí)r間。依據(jù)“灰度實(shí)現(xiàn)原理”,10 位灰度數(shù)據(jù)各個(gè)數(shù)據(jù)位對(duì)應(yīng)的點(diǎn)亮?xí)r間從D0 ～D9 分別從1 T 倍增為512 T ,點(diǎn)亮總時(shí)間為1 023 T 。

　　由于驅(qū)動(dòng)板中驅(qū)動(dòng)芯片有二級(jí)緩存功能,所以更新數(shù)據(jù)和點(diǎn)亮L ED 這兩個(gè)控制過(guò)程可以部分重疊,從而得到圖3 所示的LED顯示屏灰度控制流程。更新第0 位數(shù)據(jù)時(shí)點(diǎn)亮?xí)r間為512 T 、更新第1 位數(shù)據(jù)時(shí)點(diǎn)亮?xí)r間為1 T ...依次類推,更新第n 位數(shù)據(jù)時(shí),控制點(diǎn)亮的時(shí)間為上一次所更新的位所需要的點(diǎn)亮?xí)r間。

　　4 結(jié)論

　　討論了一種大屏幕全彩L ED 顯示屏設(shè)計(jì)的掃描控制器設(shè)計(jì)方案,通過(guò)對(duì)“19 場(chǎng)掃描”實(shí)現(xiàn)方法的分析,針對(duì)其不足之處,提出了一種新式的逐位點(diǎn)亮灰度控制方法。該控制方法使得在全彩LED 顯示屏的設(shè)計(jì)中,可以在L ED 的發(fā)光效率和刷新率之間進(jìn)行靈活的調(diào)整。本設(shè)計(jì)采用FP2GA 控制芯片為設(shè)計(jì)平臺(tái)來(lái)完成掃描控制電路的實(shí)現(xiàn),借助EDA 開(kāi)發(fā)工具,降低了驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)難度,縮短了項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)周期。