毕业论文-基于ARM和CPLD的LED彩屏显示系统的研究与设计

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1、 分类号 密级 U D C 编号 本科毕业论文(设计) 题目题目 基于基于 ARM 和和 CPLD 的的 LED 彩屏显示系统的研究与设计彩屏显示系统的研究与设计 系 别 专 业 名 称 电子信息科学与技术 年 级 学 生 姓 名 学 号 指 导 教 师 二九年五月 文献综述文献综述 1 概述概述 LED 显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。它采用低电压扫描驱动，具 有：耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等优点。 目前 LED 显示屏作为新一代的信息传播媒体， 已经成为城市信息现代化建设的标志。 LED 显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体

2、，它利用发光 二极管构成的点阵模块或像素单元组成在面积显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、 环境适应能力强、价格性能比高、使用成本低等特点，在短短的十来年中，迅速成长 为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。 发光二极管(LED)是六十年代未发展起来的一种半导体显示器件，七十年代，随 着半导体材料合成技术、 单晶制造技术和 P-N 结形成技术的研究进展， 发光二极管在 发光颜色、亮度等性能得以提高并迅速进入批量化和实用化。进入八十年代后，LED 在发光波长范围和性能方面大大提高，并开始形成平板显示产品即 LED 显示屏。我 国在 LED 领域的研究开发工作成绩斐然。 目前我国的普绿

3、和高亮度纯红 LED 己经基 本实现商品化，但是，高亮度的纯蓝、纯绿 LED 在我国尚属空白。 2 主题主题 2.1 硬件设计硬件设计 本系统设计的大屏幕LED显示系统的控制器采用ARM(Advanced RISC Machine) 嵌入式微处理器。基于精简指令集(RISC)架构的 32 位微处理器，由于具有硬件设计 单纯、成本低廉、省电效益佳等特性，且能满足上网要求，故受到广大用户的青睐， 其中领先的是 ARM 嵌入式微处理器系列。 目前，采用 ARM 技术知识产权 IP(Intellectual Property)核的微处理器，即我们通 常所说的 ARM 微处理器，已遍及工业控制、消费类电

4、子产品、通信系统、网络系统、 无线系统等各类产品市场。 ARM 嵌入式微处理器一般具有如下特点:体积小、 低功耗、 低成本、高性能;支持 Thumb(16 位)/ARM(32 位)双指令集，能很好地兼容 8 位/16 位 器件;大量使用寄存器， 指令执行速度更快;大多数数据操作都在寄存器中完成;寻址方 式灵活简单，执行效率高;指令长度固定。到目前为止，ARM 微处理器及技术的应用 己经深入到各个领域，在工业控制领域，基于 ARM 核的微控制器芯片不但占据了高 端微控制器市场的大部分市场份额， 同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展， ARM 微控制器的低功耗、高性价比，向传统的 8 位/16 位

5、微控制器提出了挑战。 CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，是从 PAL 和 GAL 器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。 是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。 其基本设计方法是借 助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过 下载电缆（“在系统”编程）将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。 CPLD 主要是由可编程逻辑宏单元(MC，Macro Cell)围绕中心的可编程互连矩阵 单元组成。其中 MC 结构较复杂，并具有复杂的 I/O 单元互连结

6、构，可由用户根据需 要生成特定的电路结构， 完成一定的功能。 由于 CPLD 内部采用固定长度的金属线进 行各逻辑块的互连，所以设计的逻辑电路具有时间可预测性，避免了分段式互连结构 时序不完全预测的缺点。 2.2 软件设计软件设计 ARM 体系结构支持 C/C+以及与汇编语言的混合编程，在一个完整的程序设计 中，除了初始化部分用汇编语言完成以外，其主要的编程任务都用 C/C+完成，程序 在执行时首先完成初始化过程，然后跳转到 C/C+程序代码中，汇编程序和 C/C+ 程序之间一般没有参数的传递，也没有频繁的相互调用。 基于 CPLD 硬件的开发，MAX+plus是美国 Altera 公司自行设计的一种 EAD 软件开发工具。它具有原理图输入和文本输入(采用硬件描述语言)两种输入手段。利 用该工具所配置的编辑、编译、仿真、综合、