[发明专利]一种基于FPGA的LED显示屏控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED显示屏控制系统，尤其是一种基于FPGA的LED显示屏控制系统。

背景技术

在当今现代信息化社会的高速发展过程中，大屏幕显示已经从公共信息展示等商业应用向消费类多媒体应用渗透。随着宽带网络的发展，数字化的多媒体内容将在信息世界中占据主流，新型的大屏幕显示设备将代替传统电视机成为人们享受信息和多媒体内容的中心。目前显示屏按数据的传输方式主要有两类：一类是采用与计算机显示同一内容的实时视频屏；另一类为通过USB、以太网等通信手段把显示内容发给显示屏的独立视频源显示屏，若采用无线通信方式，还可以随时更新显示内容，灵活性高。此外，用一套嵌入式系统取代计算机来提供视频源，既可以降低成本，又具有很高的可行性和灵活性，易于工程施工。

与传统的显示设备相比，这种未来的巨大需求让大屏幕显示技术成为众人目光的焦点：

LED显示屏色彩丰富，显示方式变化多样(图形、文字、三维、二维动画、电视画面等)、亮度高、寿命长，是信息传播设施划时代的产品。

LED显示屏是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的高技术产品，可用来显示文字、计算机屏幕同步的图形。它以其超大画面、超强视觉、灵活多变的显示方式等独居一格的优势，是目前国际上使用广泛的显示系统。

LED显示屏应用广泛，金融证券、银行利率、商业广告、文化娱乐等方面，有巨大的社会效益和丰厚的经济效益。

因此，独立视频源LED显示系统的需求越来越大。

发明内容

传统的LED显示屏是通过单片机+DSP或工控机控制其显示的，单片机编程比较复杂，整个电路的调试比较麻烦，可靠性和实时性难以得到保证。针对这种情况，本发明提供一种基于FPGA的LED显示屏控制系统，仅用一片FPGA芯片即可实现显示制，外围电路简单，升级容易，稳定性、可靠性高。

技本发明提供一种基于FPGA的LED显示屏控制系统的设计方法，所述系统包括FPGA芯片、LED显示及接口驱动电路模块。本发明采用Altera公司的EP2C35F672C8FPGA芯片并使用Nios II软核微处理器。PC上位机与FPGA核心板采用RS232串口通信和JTAG下载线。FPGA核心板的输出通过显示驱动模块点亮LED点阵。串口通信电路接口电路采用MAX232芯片。驱动电路使用4片74HC595移位寄存器。与传统的单片机控制LED显示系统相比，本发明具有外围电路简单、升级容易、稳定性好的优点。

附图说明

图1是本发明的LED显示系统的通信导线连接器结构模块示意图；

图2是基于Nios II的LED显示系统框架图。

具体实施方式

图1所示的是本文介绍的LED显示系统的基本框图。系统主要由3部分组成，分别为PC上位机即普通微型计算机、FPGA核心开发板和LED显示屏。外部输入接口电路和外部输出接口电路实现PC上位机和LED显示屏与FPGA核心开发板之间的连接。其工作原理如下：PC上位机主要功能是使用字模提取工具，提取待显示的图片或文字信息，并设置发送方式和显示方式，按规定格式将上述信息发送到FPGA核心开发板；FPGA核心开发板通过其接口电路，接收上述信息；数据处理模块解析上位机发送的指令集，编写显示效果的算法，存储显示数据，通过扫描驱动模块送LED显示屏进行显示。

图2所示的是嵌入Nios II软核微处理器的FPGA系统结构图。Nios II Core外设和外设接口，如SDRAM Controller、UART、通用I/O、Flash存储器等都是由FPGA内部的逻辑和RAM资源提供的。