基于CPLD的LED點(diǎn)陣顯示控制器

　　現場(chǎng)可編程器件(FPGA和CPLD)等ISP器件無(wú)須編程器，利用器件廠(chǎng)商提供的編程套件，采用自頂而下的模塊化設計方法，使用原理圖或硬件描述語(yǔ)言(VHDL)等方法來(lái)描述電路邏輯關(guān)系，可直接對安裝在目標板上的器件編程。它易學(xué)、易用、簡(jiǎn)化了系統設計，減小了系統規模，縮短設計周期，降低了生產(chǎn)設計成本，從而給電子產(chǎn)品的設計和生產(chǎn)帶來(lái)了革命性的變化。

　　1、系統結構及工作原理

　　LED點(diǎn)陣顯示控制的傳統方式是采用單片機或系統機作為CPU來(lái)實(shí)現，當系統顯示的信息比較多時(shí)，由于單片機的輸入/輸出端口(I/O)有限，采用此方式的成本將大大增加，系統和程序的設計難度也急劇增加;而且，當系統完成后修改、改變顯示方式或擴展時(shí)，所需改動(dòng)的地方比較大，甚至有可能需要重新設計;另外，在以顯示為主的系統中，單片機的運算和控制等主要功能的利用率很低，單片機的優(yōu)勢得不到發(fā)揮，相當于很大得資源浪費。如果采用現場(chǎng)可編程邏輯器件作為CPU來(lái)設計控制器，選擇合適的器件，利用器件

　　豐富的I/O口、內部邏輯和連線(xiàn)資源，采用自頂而下的模塊化設計方法，可以方便地設計整個(gè)顯示系統。

　　由于PLD器件的外圍器件很少，且可以利用PLD的編程端口(可復用)進(jìn)行在系統編程，使得系統的修改、顯示方式的改變和擴展都變的非常簡(jiǎn)單、方便。

　　本系統采用單個(gè)16×16LED點(diǎn)陣逐列左移(或右移)顯示漢字或字符，需顯示漢字或符號的16×16點(diǎn)陣字模已經(jīng)存放在字模存儲器中。顯示控制器由復雜可編程邏輯器件(CPLD)EPM7128SLC84-15來(lái)實(shí)現，系統組成原理框圖如圖1所示。

　　系統原理是PLD控制模塊首先產(chǎn)生點(diǎn)陣字模地址，并從存儲器讀出數據存放在16位寄存器中，然后輸出到LED點(diǎn)陣的列，同時(shí)對點(diǎn)陣列循環(huán)掃描以動(dòng)態(tài)顯示數據，當需要顯示數據字模的列和被選中的列能夠協(xié)調配合起來(lái)，就可以正確顯示漢字或符號。

　　圖1 點(diǎn)陣顯示控制器原理框圖

　　2、控制器設計及工作原理

　　從框圖中可以看出，系統的關(guān)鍵在于控制器的設計。LED點(diǎn)陣顯示數據地址的產(chǎn)生、點(diǎn)陣列掃描和需顯示數據的配合以及點(diǎn)陣顯示方式控制的實(shí)現都必須由控制器來(lái)實(shí)現。對單個(gè)16×16LED點(diǎn)陣顯示控制器進(jìn)行設計的頂層邏輯原理圖如圖2所示。

　　圖2 控制器頂層電路原理圖