基于MCU與CPLD的LED點(diǎn)陣屏畢業(yè)設(shè)計

本文共計78頁，27538字；


摘要
隨著屏幕顯示技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，需要處理的數(shù)據(jù)量大大增加，系統(tǒng)的頻率越來越高，系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，對控制系統(tǒng)的要求也越來越高。如果仍然采用分立元件設(shè)計制作控制系統(tǒng)，將會面臨如下的問題：1、系統(tǒng)非常復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy，可靠性差；2、材料成本增加；3、無法給自己的設(shè)計加密。本課題介紹了用硬件描述語言——VHDL設(shè)計條屏顯示控制電路的方法，采用當(dāng)今流行的現(xiàn)場可編程器件CPLD將使上述問題迎刃而解。以條屏為突破口，研制一種用16塊點(diǎn)陣模塊組成16ｘ64點(diǎn)陣通用智能顯示單元，這種智能顯示單元是一個獨(dú)立的顯示系統(tǒng)，并帶有串行通信接口。這樣，智能顯示單元的生產(chǎn)可做到規(guī)范統(tǒng)一。若制作生產(chǎn)一定尺寸的LED圖文顯示屏系統(tǒng)，只要用若干智能顯示單元，采用“搭積木”的方法即可實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)中智能單元之間采用串行通信方法，從而使得整個系統(tǒng)的工作協(xié)調(diào)統(tǒng)一。在條屏幕顯示技術(shù)中應(yīng)用現(xiàn)場可編程器件，將使系統(tǒng)硬件非常簡單可靠，功耗降低，易于進(jìn)行產(chǎn)品的調(diào)試和技術(shù)的升級并且可以杜絕產(chǎn)品技術(shù)泄露，大大提高顯示系統(tǒng)的技術(shù)含量。本文介紹LED點(diǎn)陣通用智能屏的顯示系統(tǒng)的基本原理，并以VHDL硬件描述語言進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計顯示控制電路的方法，采用CPLD器件來實(shí)現(xiàn)其中的絕大部分的硬件電路。此方法設(shè)計的控制電路大到了減化系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大應(yīng)用范圍，并易于編制控制程序。

關(guān)鍵詞：VHDL，LED顯示屏，控制電路，CPLD，單片機(jī)
Abstract
As the screen shows the development and progress of technology, the data amount needing dealing with increases greatly , systematic frequency is higher and higher, the system is larger and larger, the requisition for control system is higher and higher. If still adopt the discrete component to design and make the control system, will face the problem of the following: 1, The system is very complicated, debug the difficulty, dependability is bad; 2, The material cost increases; 3, Unable to encrypt for one's own design, this subject recommends describing languages with the hardware --VHDL designs the display screen
目 錄
1 緒論 5
1.1課題研究的背景 5
1.2課題研究現(xiàn)狀 5
1.3課題研究目的 5
1.4課題研究意義 6
1.5 設(shè)計方案： 6
1.6方案論證： 7
2 硬件部分設(shè)計 8
2.1 系統(tǒng)設(shè)計思路 8
2.2系統(tǒng)控制部分 9
2.2.1主控制部分 9
2.2.2 邏輯控制部分 10
2.2.3 單片機(jī)與CPLD的綜合實(shí)驗(yàn)板 16
2.3 驅(qū)動部分 19
2.4 LED點(diǎn)陣顯示屏 20
2.4.1 LED點(diǎn)陣屏圖文顯示的特點(diǎn) 20
2.4.2 LED發(fā)光器件的穩(wěn)定性 22
3 LED點(diǎn)陣智能顯示屏硬件 24
3.1控制電路結(jié)構(gòu) 24
3.1.1 LED點(diǎn)陣智能屏的VHDL編程 25
3.1.2 CPLD圖形編輯原理圖 29
3.2 LED點(diǎn)陣智能圖文顯示屏顯示過程 29
3.3驅(qū)動電路器件介紹 31
3.3.1 74LS154 31
3.3.2 74LS244 33
3.3.3 74LS373 34
3.3.4 ULN2803 36
4 LED智能圖文屏的程序設(shè)計 37
4.1 LED點(diǎn)陣屏顯示主程序 37
4.2 LED點(diǎn)陣屏顯示程序 40
5 系統(tǒng)總調(diào)試 47
5.1 常見硬件故障分析 47
5.2 硬件的調(diào)試 47
5.3 軟件的調(diào)試 48
6 電路板的制作 49
6.1 PROTEL99SE簡介 49
6.2 原理圖設(shè)計流程： 49
6.3 印制電路板設(shè)計流程及PCB板 49
7 總結(jié) 55
8 致謝 56
9 參考文獻(xiàn) 57
10 附錄 58
10.1 開題報告 58
10.2 中期報告 61
10.3 英文翻譯 62

部分參考文獻(xiàn)
[1]吳光，LED顯示屏電路技術(shù)概況，現(xiàn)代顯示，2001
[2]儲昌鈴，LED顯示屏系統(tǒng)原理局工程技術(shù)，電子科技大學(xué)出版社，2000
[3]侯伯亭，VHDL硬件描述語言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計，西安電子科技大學(xué)出版社，1999
[4]朱明程，可編程邏輯系統(tǒng)的VHDL設(shè)計技術(shù)，東南大學(xué)出版社1998
[5]成都木馬科技，單片機(jī)原理及應(yīng)用，北京希望電子出版社，2000
[6]江清明，LED點(diǎn)陣顯示牌的設(shè)計與動態(tài)顯示控制，微計算機(jī)信息，2001