基于ISP芯片的漢字定時(shí)顯示裝置的設計

1 引言

漢字顯示電路常用于移動(dòng)通信和公共場(chǎng)所信息提示等數字顯示系統中，傳統的漢字顯示實(shí)現方法是采用通用邏輯器件（如中小規模TTL系列、CMOS系列）按傳統的數字系統設計方法設計或者用單片機、單板機、計算機控制實(shí)現，其主要缺點(diǎn)是系統體積大、功耗大、成本高、可靠性低，且實(shí)現過(guò)程較繁瑣 。本文介紹了一種基于在系統可編程邏輯器件實(shí)現新型可編程漢字定時(shí)顯示裝置的設計方案，該顯示裝置定時(shí)顯示的最小間隔為1分鐘，也可取消定時(shí)顯示由外加脈沖決定漢字翻頁(yè)顯示的速度?？煞謹凳?yè)顯示，每頁(yè)同時(shí)顯示100個(gè)以上的漢字、字母及符號，可通過(guò)反復編程實(shí)現不同的漢字、字母及符號顯示 ，完全滿(mǎn)足較高級場(chǎng)合對信息容量和顯示的特殊要求。

2 新型漢字定時(shí)顯示裝置的工作原理

圖1為漢字定時(shí)顯示裝置的工作原理框圖，其工作原理如下：
?

1Hz的CP脈沖作為計時(shí)輸入信號，時(shí)間按時(shí)、分、秒顯示，時(shí)間預置到時(shí)，產(chǎn)生預置脈沖作為計數1計數脈沖，其輸出作為地址信號送至數選器1用于選擇漢字模塊庫，把選中的漢字模塊庫送至數選器2，進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描輸出，以便用有限的ISP器件I/O管腳,實(shí)現漢字模塊庫中若干漢字的同時(shí)輸出，再通過(guò)分配器送到LED點(diǎn)陣顯示器實(shí)現漢字顯示。2kHz的CLK脈沖送到計數2，其輸出的低位三位二進(jìn)制用于產(chǎn)生漢字模塊庫，高位二進(jìn)制經(jīng)譯碼后產(chǎn)生用于確定漢字顯示位置的特征碼，同時(shí)CLK脈沖送至計數3，其輸出作為地址信號送到數選器2和分配器用于實(shí)現動(dòng)態(tài)掃描顯示。

3 漢字定時(shí)顯示裝置的實(shí)現方法

本數字系統采用基于芯片的自頂而下模塊化設計方法，除了分配器、時(shí)間顯示、漢字顯示外，圖1中的其它功能模塊均被設計在兩片Lattice公司的ispLSI1032E器件中，該器件有6000個(gè)PLD等效門(mén)，32個(gè)G LB，64個(gè)I/O端，最高工作頻率為90MHz，設計工具選用Lattice公司和Data I/O公司等聯(lián)合設計的ispEX PERTSYSTEM設計的應用開(kāi)發(fā)軟件。該軟件是一套進(jìn)行CPLD設計的高級設計工具，它基于Windows操作系統，支持多種模塊設計輸入方式，如：原理圖、VHDL語(yǔ)言、Verilog語(yǔ)言、ABEL-HDL語(yǔ)言等。該軟件支持邏輯功能仿真、器件時(shí)序仿真及邏輯綜合，是一種先進(jìn)的CPLD設計系統。在漢字定時(shí)顯示電路設計中，系統頂層設計包括子系統功能分配、內部功能塊的聯(lián)接和對外的接口關(guān)系，采用原理圖輸入；底層設計既可完全采用VHDL語(yǔ)言或ABEL-VHDL語(yǔ)言，也可利用ispEXPERT-SYSTEM強大的宏庫功能以原理圖輸入。?

圖2是用原理圖法實(shí)現的時(shí)間預置功能模塊，圖中時(shí)十位、時(shí)個(gè)位、分十位、分個(gè)位既可用原理圖法也可用語(yǔ)言法設計，它們的輸入來(lái)自各自計數器的輸出，輸出以列線(xiàn)表示，到時(shí)發(fā)出高電平，行線(xiàn)取出時(shí)間信號，通過(guò)行線(xiàn)與列線(xiàn)編程相連實(shí)現時(shí)間預置，圖中的功能模塊BZMK用于把1分鐘的脈寬信號變化為其它脈寬的信號。
?

圖3是用原理圖法實(shí)現的脈寬信號變化功能模塊，預置時(shí)間到時(shí)發(fā)出的高電平打開(kāi)門(mén)電路1讓1Hz脈沖通過(guò)，計數器計數，用原理圖法設計的寬度預置模塊是個(gè)組合電路，到預置寬度時(shí)間時(shí)發(fā)出低電平關(guān)閉門(mén)電路1、2，從而使門(mén)電路2輸出所需寬度的脈沖信號。?

下面是用語(yǔ)言法實(shí)現的以漢字“于”為例的單元漢字功能模塊，見(jiàn)圖4。在特征碼確定漢字位置后，即可用計數器的低三位（A2A1A0）來(lái)編制要顯示的漢字。這里假設一個(gè)漢字由8*8光點(diǎn)陣列組成，在顯示時(shí)，一個(gè)漢字由每字8位的8個(gè)字構成。
?

在頂層原理圖設計中，輸入輸出必須加緩沖器，鎖定在ispLSI1032E的管腳上，本研究的技術(shù)路線(xiàn)是 ：主體數字系統部分設計→輸入計算機產(chǎn)生.JED文件→下載到ISP器件里→外圍電路設計→印刷電路板設計制作→備好電子器件與材料→安裝、焊接、調試→組裝、驗證。?

本文介紹的采用在系統可編程邏輯器件設計的精密可編程漢字顯示裝置的方法，不僅簡(jiǎn)化了硬件的開(kāi)發(fā)和制造過(guò)程，使體積大大減小、提高了系統的可靠性，最重要的是，可以在不修改硬件電路的基礎上，僅通過(guò)修改設計軟件，就可改變定時(shí)時(shí)間、漢字顯示內容，滿(mǎn)足了不同用戶(hù)的需要。

參考文獻
1 黃正瑾. 在系統編程技術(shù)及其應用.南京：東南大學(xué)出版社，1999?
2 潘松.電子設計自動(dòng)化（EDA）技術(shù)及其應用（一）.電子與自動(dòng)化，2000
3 pLSI and ispLSI Development User Manual.Lattice Semiconductor,1994