一種基于MCU+FPGA的LED大屏幕控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　該模塊采用VHDL有限狀態(tài)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，整個(gè)控制分為4個(gè)狀態(tài)，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖5所示。其工作過(guò)程如下：系統(tǒng)開(kāi)機(jī)進(jìn)入初始狀態(tài)ST0，單片機(jī)的寫(xiě)入使能端E為低電平，單片機(jī)從EEPROM中讀取數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)寫(xiě)入到SRAM1，同時(shí)FPGA讀取SRAM2中的數(shù)據(jù)；當(dāng)單片機(jī)數(shù)據(jù)寫(xiě)完一屏數(shù)據(jù)后E變?yōu)楦唠娖剑?dāng)FPGA從SRAM2中讀完數(shù)據(jù)、結(jié)束信號(hào)READ_END為低電平時(shí)，進(jìn)入ST1狀態(tài)。

　　在ST1狀態(tài)下，若沒(méi)有新的數(shù)據(jù)寫(xiě)入則E保持高電平，FPGA讀取SRAM1的數(shù)據(jù)，為靜態(tài)顯示；只有當(dāng)單片機(jī)的讀入控制信號(hào)E為低電平且READ_END為低電平時(shí)，進(jìn)入ST2狀態(tài)。在ST2狀態(tài)下，單片機(jī)把數(shù)據(jù)寫(xiě)入SRAM2，同時(shí)FPGA讀取SRAM1的數(shù)據(jù)，單片機(jī)數(shù)據(jù)寫(xiě)完后E變?yōu)楦唠娖?，?dāng)FPGA一屏數(shù)據(jù)讀完后READ_END為低電平，進(jìn)入ST3狀態(tài)。在ST3狀態(tài)下，如果沒(méi)有新數(shù)據(jù)寫(xiě)入E為高電平，F(xiàn)PGA讀取SRAM2中的數(shù)據(jù)。當(dāng)單片機(jī)有新的數(shù)據(jù)寫(xiě)入時(shí)E變?yōu)榈碗娖?，?dāng)FPGA一屏數(shù)據(jù)讀完后READ_END為低電平時(shí)，重新進(jìn)入ST0狀態(tài)。通過(guò)這種周而復(fù)始的交替工作完成數(shù)據(jù)的寫(xiě)入與讀取，其端口程序如下：

　　ENTITY WRITEREAD_SEL IS

　　PORT（

　　REST:IN STD_LOGIC;

　　CLK:IN STD_LOGIC;

　　E:IN STD_LOGIC; 勃駁テ機(jī)寫(xiě)入標(biāo)記

　　WR:IN STD_LOGIC;勃駁テ機(jī)寫(xiě)控制信號(hào)

　　ADDR_WR:IN STD_LOGIC_VECTOR（15 DOWNTO 0）；勃駁テ機(jī)寫(xiě)地址信號(hào)

　　ADDR_RD:IN STD_LOGIC_VECTOR（15 DOWNTO 0）；勃捕戀刂沸藕

　　DIN:IN STD_LOGIC_VECTOR（7 DOWNTO 0）；勃駁テ機(jī)寫(xiě)入數(shù)據(jù)

　　READ_END:IN STD_LOGIC;勃捕烈黃潦據(jù)結(jié)束標(biāo)記

　　D1,D2:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR（7 DOWNTO 0）；勃SRAM數(shù)據(jù)

　　AD1,AD2:OUT STD_LOGIC_VECTOR（15 DOWNTO 0）；勃SRAM地址

　　WR1,WR2:OUT STD_LOGIC;勃SRAM的寫(xiě)控制信號(hào)

　　OE1,OE2:OUT STD_LOGIC; 勃SRAM的讀控制信號(hào)

　　DOUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR（7 DOWNTO 0））；勃彩涑鍪據(jù)

　　END ENTITY WRITEREAD_SEL;

　　3.3 讀地址發(fā)生器

　　讀地址發(fā)生器主要產(chǎn)生外部緩存器SRAM1（SRAM2）的讀地址信號(hào)，使系統(tǒng)能正確地從存儲(chǔ)器中讀取相應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)。其地址最高位為0，其余地址分別為行地址（hang[30]）、列地址（lie[60]）、分區(qū)地址（qu[30]）15位有效地址信號(hào)。在16個(gè)脈沖周期內(nèi)讀出在SRAM1（SRAM2）中的16字節(jié)數(shù)據(jù)，其部分VHDL源程序如下：

　　ENTITY addressIS

　　PORT（

　　RDCLK:IN STD_LOGIC;勃捕戀刂肥敝有藕

　　CLR,ADDR_EN:IN STD_LOGIC;勃睬辶慵笆鼓蕓刂菩藕

　　READ_END:OUT STD_LOGIC;勃慘黃潦據(jù)讀完信號(hào)

　　ADDR_RD:OUT STD_LOGIC_VECTOR（15 DOWNTO 0））；勃膊生的讀地址信號(hào)

　　END ENTITY address;