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全彩色LED显示屏系统的设计与实现

发布时间:2019-01-11 18:36  文章来源:笔耕文化传播
【摘要】:LED显示屏是由LED点阵模块组成的一种现代平面显示屏幕,具有发光亮度高、使用寿命长、环境适应能力强等优点,广泛应用于金融、交通、广告宣传等领域。随着技术的不断更新,LED显示屏正朝着高亮度、全彩色的方向发展,全彩色LED显示屏正越来越展现出其广阔的应用前景。 LED显示屏系统核心技术是其控制器的设计,传统的显示屏控制器多采用微处理器来完成显示刷新,通信方式上则采用单一的串行通信,这种系统在数据处理速度、通信能力上都存在一定的局限性。基于此,在分析前人研究经验的基础上,本文将FPGA和网络技术引入到显示屏控制系统中,设计了一种新型的全彩色LED显示屏控制系统,全文所做的主要工作如下: (1)深入分析了LED显示屏的工作原理,在此基础上提出了STM32+FPGA的控制系统方案,采用ARM Cortex-M3内核微处理器STM32作为控制中心,以FPGA完成对显示屏的高速显示刷新,完成了系统原理图和PCB版图的设计、电路板的制作与调试等。 (2)分析了STM32微处理器FSMC总线的特点,扩展10M/100M网卡DM9000A实现以太网通信,为LED显示屏系统的通信提供了新的解决方案。 (3)完成了系统软件平台的设计与实现,包括上位机应用软件、微处理器控制软件和FPGA控制软件三部分,完成了uIP协议栈的移植、DM9000A网卡驱动程序编写、FPGA逻辑设计和上位机应用程序编写等。 (4)为了验证显示屏控制器的正确性,设计了LED显示屏驱动电路,采用74HC138行驱动、74HC595列驱动,制作了一个32×32像素的全彩色LED点阵屏。 系统在实验室验证,实现了LED显示屏的全彩图像显示,显示画面清晰,系统工作稳定可靠,该系统可支持256级灰度全彩LED显示屏的图像、动画的显示,同时能够接入Internet进行远程控制,是一种具有实际应用价值的全彩色LED显示屏系统。
[Abstract]:LED display screen is a kind of modern plane display screen composed of LED lattice module. It has the advantages of high luminous brightness, long service life and strong adaptability to the environment. It is widely used in finance, traffic, advertising and other fields. With the continuous updating of technology, the LED display screen is developing towards the direction of high brightness and full color, and the full-color LED display screen is showing its broad application prospect more and more. The core technology of LED display screen system is the design of its controller. The traditional display screen controller uses microprocessor to complete display refresh, and the communication mode adopts single serial communication. There are some limitations in the communication ability. Based on this, based on the analysis of the previous research experience, this paper introduces FPGA and network technology into the display screen control system, and designs a new full-color LED display screen control system. The main work of this paper is as follows: (1) the working principle of LED display screen is deeply analyzed, and on this basis, the scheme of STM32 FPGA control system is put forward. The ARM Cortex-M3 kernel microprocessor STM32 is used as the control center. The high speed display of display screen is refreshed with FPGA. The system schematic diagram and PCB layout are designed, and the circuit board is made and debugged. (2) the characteristics of STM32 microprocessor FSMC bus are analyzed, and the Ethernet communication is realized by extending 10M/100M network card DM9000A, which provides a new solution for the communication of LED display system. (3) the design and implementation of the system software platform, including the application software of host computer, microprocessor control software and FPGA control software, the transplantation of uIP protocol stack and the writing of DM9000A network card driver are completed. FPGA logic design and PC application programming. (4) in order to verify the correctness of the display panel controller, the driving circuit of the LED display screen is designed. A 32 脳 32 pixel full-color LED lattice screen is fabricated by using the 74HC138 row driver and the 74HC595 column driver. The system is verified in the laboratory, and the full color image display of the LED display screen is realized. The display screen is clear and the system works stably and reliably. The system can support the image and animation display of the 256-level grayscale full-color LED display screen. At the same time, it can be connected to Internet for remote control. It is a full color LED display screen system with practical application value.
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN873

【参考文献】

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