1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

　　LED點陣顯示控制的傳統(tǒng)方式是采用單片機或系統(tǒng)機作為CPU來實現(xiàn)，當系統(tǒng)顯示的信息比較多時，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(tǒng)和程序的設(shè)計難度也急劇增加;而且，當系統(tǒng)完成后修改、改變顯示方式或擴展時，所需改動的地方比較大，甚至有可能需要重新設(shè)計;另外，在以顯示為主的系統(tǒng)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(xiàn)場可編程邏輯器件作為CPU來設(shè)計控制器，選擇合適的器件， 利用器件豐富的I/O口、內(nèi)部邏輯和連線資源，采用自頂而下的模塊化設(shè)計方法，可以方便地設(shè)計整個顯示系統(tǒng)。

　　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(fù)用)進行在系統(tǒng)編程，使得系統(tǒng)的修改、顯示方式的改變和擴展都變的非常簡單、方便。

　　本系統(tǒng)采用單個16×16LED點陣逐列左移(或右移)顯示漢字或字符，需顯示漢字或符號的16×16點陣字模已經(jīng)存放在字模存儲器中。顯示控制器由復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)EPM7128SLC84-15來實現(xiàn)，系統(tǒng)組成原理框圖如圖1所示。

　　系統(tǒng)原理是PLD控制模塊首先產(chǎn)生點陣字模地址，并從存儲器讀出數(shù)據(jù)存放在16位寄存器中，然后輸出到LED點陣的列，同時對點陣列循環(huán)掃描以動態(tài)顯示數(shù)據(jù)，當需要顯示數(shù)據(jù)字模的列和被選中的列能夠協(xié)調(diào)配合起來，就可以正確顯示漢字或符號。

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　　圖1 點陣顯示控制器原理框圖

　　2、控制器設(shè)計及工作原理

　　從框圖中可以看出，系統(tǒng)的關(guān)鍵在于控制器的設(shè)計。LED點陣顯示數(shù)據(jù)地址的產(chǎn)生、點陣列掃描和需顯示數(shù)據(jù)的配合以及點陣顯示方式控制的實現(xiàn)都必須由控制器來實現(xiàn)。對單個16×16LED點陣顯示控制器進行設(shè)計的頂層邏輯原理圖如圖2所示。

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　　圖2 控制器頂層電路原理圖

　　原理圖中包含5個模塊，其中sequ模塊產(chǎn)生讀信號RDN和10位地址線(AD[9..0])中的最低位地址AD0，AD0和其它模塊產(chǎn)生的地址配合，通過8位數(shù)據(jù)線(DATA[7..0])從存儲器讀出列高字節(jié)(AD0=1時)和低字節(jié)(AD0=0時)，由于16×16點陣字模數(shù)據(jù)為32個字節(jié)，每列含兩個字節(jié)即16位，它由HOUT[7..0]和LOUT[7..0] 來構(gòu)成;模塊add16由adclk提供一個慢時鐘構(gòu)成16進制計數(shù)器，它的輸出送給addr16模塊，為變模計數(shù)器addr16提供一個模，通過模的規(guī)律變化以控制點陣按照左移或右移等顯示方式進行顯示;模塊decode4_16是一個4—16譯碼器，其輸出ROUT[15..0]連接到LED點陣的列，可選中16×16LED點陣的某列，并顯示sequ模塊輸出的點陣高低字節(jié)(字模)數(shù)據(jù);模塊addr16為點陣顯示控制的核心，為了實現(xiàn)點陣漢字從右到左逐列移動顯示，它由add16模塊提供的模，在addr16內(nèi)部構(gòu)成兩個變模計數(shù)器，其中一個用來產(chǎn)生讀字模數(shù)據(jù)的地址AD[4..1]，另外一個產(chǎn)生16×16LED點陣列掃描選擇地址SUABAD[3..0]，列掃描選擇地址由decode4_16譯碼后輸出;模塊addr1為字選擇計數(shù)器，其輸出可以控制多塊LED顯示器的顯示及其顯示方式。