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電氣自動(dòng)化畢業(yè)論文

LED大屏幕顯示校正系數(shù)配置系統(tǒng)

時(shí)間:2022-09-30 12:56:16 電氣自動(dòng)化畢業(yè)論文 我要投稿
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LED大屏幕顯示校正系數(shù)配置系統(tǒng)

  摘 要:為了能夠準(zhǔn)確、有效的實(shí)現(xiàn)LED大屏幕顯示控制系統(tǒng)中使用的校正系數(shù)的寫(xiě)入與讀出功能,開(kāi)發(fā)了LED大屏幕顯示校正系數(shù)配置系統(tǒng),如USB接口、FPGA等。本文主要針對(duì)基于USB接口與FPGA(含有可編輯元件的半導(dǎo)體設(shè)備)的LED大屏幕顯示校正系數(shù)配置系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)與軟件程序設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的研究。

  關(guān)鍵詞:LED大屏幕顯示;USB接口;校正系數(shù);配置系統(tǒng)

  LED大屏幕顯示設(shè)備以晶體二極管為原材料,廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代的各種大型公共場(chǎng)所,如游樂(lè)園、酒店、商場(chǎng)等。LED大屏幕顯示校正系數(shù)配置系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)主要應(yīng)用USB接口與FPGA(Field Programmable Gate Array),再配合具有存儲(chǔ)芯片功能的Flash,將LED使用的校正系數(shù)存儲(chǔ)在掃描接收卡當(dāng)中[1]。

  一、LED大屏幕顯示校正系數(shù)配置系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

  (一)硬件電路系統(tǒng)的構(gòu)成

  硬件電路系統(tǒng)主要是由穩(wěn)壓電路、具有高速緩存功能的USB接口與具有可編輯元件的半導(dǎo)體設(shè)備的FPGA主控三個(gè)部分構(gòu)成。硬件電路系統(tǒng)的工作流程為:計(jì)算機(jī)、USB接口、USB接口控制部分、穩(wěn)壓電路、Slave FIFO、FPGA主控部分、SPI、Flash。

  (二)硬件電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

  硬件電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要分為兩部分,一是USB接口控制芯片的選擇,二是FPGA主控芯片的選擇。USB接口控制芯片的作用主要是將USB設(shè)備與計(jì)算機(jī)端連接,實(shí)現(xiàn)LED數(shù)據(jù)信息的傳輸。LED大屏幕顯示校正配置系統(tǒng)USB接口控制芯片主要選擇美國(guó)賽普拉斯半導(dǎo)體公司(Cypress),具有8051兼容的CPU與指令系統(tǒng)的EZ-USB FX2LP系列低功耗版本單片機(jī)CY7C68013A,該芯片是目前世界上性能最好、集成度最高、耗能量最小的集成USB2.0協(xié)議的微控制器。FPGA主控芯片的作用是將USB接口控制芯片與具有存儲(chǔ)芯片功能的Flash連接,實(shí)現(xiàn)USB與Flash之間的數(shù)據(jù)信息的傳輸與控制。LED大屏幕顯示校正配置系統(tǒng)FPGA主控芯片主要選擇全球領(lǐng)先的可編程邏輯完整解決方案供應(yīng)商賽靈思(Xilinx)企業(yè),具有較高安全功能的Spartan3AN平臺(tái)一系列FPGA芯片產(chǎn)品中的性能最好的XC3S50AN作為FPGA主控芯片,該芯片具有安全系數(shù)高、耗能量低等優(yōu)勢(shì)[2]。

  (三)硬件電路系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸接口的設(shè)計(jì)

  硬件電路系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸接口的設(shè)計(jì)主要分為FPGA接口與串行的存儲(chǔ)芯片F(xiàn)lash的接口設(shè)計(jì)和USB控制芯片與FPGA接口設(shè)計(jì)兩部分。在FPGA接口與串行的存儲(chǔ)芯片F(xiàn)lash的接口設(shè)計(jì)中,串行的存儲(chǔ)芯片F(xiàn)lash通常采用具有兼容性質(zhì)的SPI接口,確保數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)母咝耘c準(zhǔn)確性。

  在USB控制芯片與FPGA接口設(shè)計(jì)中,由于USB接口控制部分與FPGA主控部分是由Slave FIFO接口連接的,實(shí)現(xiàn)對(duì)USB控制芯片與FPGA主控芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的寫(xiě)入與讀出功能,因此,USB控制芯片與FPGA接口設(shè)計(jì)要采用具有Slave FIFO接口性能的設(shè)備[3]。

  二、LED大屏幕顯示校正系數(shù)配置系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)

  LED大屏幕顯示校正系數(shù)配置系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)主要分為三個(gè)部分,即計(jì)算機(jī)端用戶程序設(shè)計(jì)、USB固件程序設(shè)計(jì)以及FPGA控制程序設(shè)計(jì)。

  (一)計(jì)算機(jī)端用戶程序設(shè)計(jì)

  在計(jì)算機(jī)端用戶程序設(shè)計(jì)中,主要采用了美國(guó)賽普拉斯半導(dǎo)體公司關(guān)于USB芯片控制程序,在VS(Microsoft Visual Studio)完整開(kāi)發(fā)工具集的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)端用戶程序。計(jì)算機(jī)端用戶程序主要分為三個(gè)部分,一是檢測(cè)配置系統(tǒng),其功能是對(duì)計(jì)算機(jī)與USB接口進(jìn)行測(cè)試;二是對(duì)LED大屏幕顯示校正系數(shù)控制,其功能是對(duì)LED大屏幕顯示校正系數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確、有效的寫(xiě)入與讀出;三是數(shù)據(jù)信息的顯示功能,通過(guò)將LED大屏幕顯示校正系數(shù)寫(xiě)入與讀出具有存儲(chǔ)芯片功能的Flash上,然后在計(jì)算機(jī)中顯示出來(lái)[4]。

  (二)USB固件程序設(shè)計(jì)

  USB固件程序是LED大屏幕顯示校正系數(shù)配置系統(tǒng)運(yùn)行的核心部分。USB固件程序設(shè)計(jì)主要涉及以下內(nèi)容:一是USB控制芯片的初始化狀態(tài);二是USB固件程序開(kāi)始枚舉設(shè)備;三是USB固件程序重新枚舉設(shè)備;四是USB數(shù)據(jù)信息接收設(shè)備;五是USB數(shù)據(jù)信息發(fā)送設(shè)備;六是USB與計(jì)算機(jī)端連接設(shè)備。

  (三)FPGA控制程序設(shè)計(jì)

  FPGA控制程序設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)以下功能:一是將存儲(chǔ)芯片F(xiàn)lash上的LED校正系數(shù)數(shù)據(jù)信息讀出來(lái);二是將存儲(chǔ)芯片F(xiàn)lash上的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行清除,可以將存儲(chǔ)芯片F(xiàn)lash上所有數(shù)據(jù)信息采用整體清除方式,也可以采用部分清除方式;三是將校正后的LED系數(shù)數(shù)據(jù)信息寫(xiě)入到已清除的存儲(chǔ)芯片F(xiàn)lash上[5]。

  三、結(jié)束語(yǔ)

  LED大屏幕顯示校正系數(shù)配置系統(tǒng)主要采用USB接口設(shè)備與FPGA半導(dǎo)體設(shè)備。通過(guò)對(duì)LED大屏幕顯示校正系數(shù)配置系統(tǒng)深入分析,有利于該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、有效的寫(xiě)入與讀出LED大屏幕顯示校正系數(shù)數(shù)據(jù)信息,同時(shí),對(duì)LED大屏幕顯示校正系數(shù)配置系統(tǒng)的維修起到積極的作用。

  參考文獻(xiàn):

  [1]宋超,王瑞光,馮英翹.LED大屏幕顯示校正系數(shù)配置系統(tǒng)[J].液晶與顯示(下旬刊),2013(02):131-122.

  [2]嚴(yán)雪飛,李世浩,張佳藝.LED顯示屏灰度控制關(guān)鍵技術(shù)的分析研究[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2013(10):155-157.

  [3]岳明晶,陳宇,鄭喜鳳.LED大屏幕顯屏灰度等級(jí)檢測(cè)技術(shù)研究[J].電子科學(xué)技術(shù)研究(上旬刊),2010(03):123-124.

  [4]黃曉燕,王瑞光,李漲青.基于FPGA的LED異步顯示模塊設(shè)計(jì)[J].內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012(06):144-145.

  [5]王傳凱,周永清,鄧意成.LED大屏幕同步顯示系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].大連理工大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版),2009(07):132-133.

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