基于51單片機和可編程邏輯器件實現(xiàn)LED顯示屏的硬件設計

2.3 LED顯示驅(qū)動時序信號的產(chǎn)生

CPLD 與LED點陣的驅(qū)動電路接口如圖 所示，其中：CS為3-8譯碼器片選信號；OE為BMI5026輸出使能信號，控制LED點陣是否能被點亮；LE為驅(qū)動芯片數(shù)據(jù)鎖存信號；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，實現(xiàn)顯示行選通控制； sdr為紅數(shù)據(jù)信號線；sdb為綠數(shù)據(jù)信號線。

其工作過程為：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，sck置 1，紅和綠數(shù)據(jù)分別移入相應移位寄存器BMI5026，若不足8位時，返回S3狀態(tài)，若不足一行時，返回S1狀態(tài)，讀下一個字節(jié)，若完成一行數(shù)據(jù)移位過程，則轉(zhuǎn)S5狀態(tài)；S5狀態(tài)時，置le為0，將BMI5026的緩沖寄存中一個顯示行的點陣數(shù)據(jù)送輸出寄存器，同時置cs1有效，控制第hcnt行的點陣顯示，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)機的狀態(tài)圖。

下面給出LED顯示屏體驅(qū)動時序信號對應的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LED顯示
cs=1'b1;
le=1'b0;//驅(qū)動芯片寫入數(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)測試及仿真

系統(tǒng)的開發(fā)調(diào)試環(huán)境是：單片機部分在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可以先進行軟件仿真，以觀察各信號是否符合硬件電路所需的時序要求。圖5為掃描模塊 CLPD仿真結(jié)果，符合設計要求。通過JTAG接口下載到ATF1508AS后，系統(tǒng)工作正常。

5 結(jié)束語

基于Verilog HDL實現(xiàn)的LED顯示屏掃描控制模塊，應用于我們開發(fā)LED大屏幕電子信息顯示屏系統(tǒng)，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高性了性價比。該LED顯示屏在實際應用中具有良好的顯示效果，畫面清晰、性能穩(wěn)定，已經(jīng)在學校的多個部門得到應用。