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基于cyclone EP1C6的LED大屏设计方案

作者:时间:2009-03-19来源:网络

目前采用的幕显示系统的控制电路,大多由单个或多个CPU及复杂的外围电路组成,这种电路编程比较复杂,整个电路的调试比较麻烦,可靠性和实时性很难得到保证。针对这种情况,介绍一种 ,该无须外挂FLASH ROM和RAM,无须任何外部功能电路,所有功能均由一片 和一片SPCE061A来实现,具有数据处理速度快、可靠性高的特点。其中内部的运用,为不同总线间的数据通信提供了一个新的解决。 
1 系统结构及功能概述
设计对象是一块具有192×128个红色点阵的电子屏。整块电子屏是模块化的结构,每4个16×16的点阵块为一个单元,共3×8个这样的单元。屏上要求连续显示5屏内容,且每屏具有上下左右移动等动画效果,实际应用中主控制室距离电子屏约为200米。结合设计对象的要求和幕设计的特点,系统结构框图如图1所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/169530.htm

LED大屏设计系统由三个主要单元组成:上位机图象/文字编辑与发送部分单元、主控板单元、LED电子屏。系统上位机由一台PC机来控制,主要是编辑、发送图象/文字信息到主控板,而主控板对这些数据进行处理后发送到大屏幕上显示出来。
2 系统硬件设计
系统硬件设计主要是对主控板的设计,主控板的主要功能包括:数据通讯、数据存储、数据处理、扫描控制等。传统LED大屏设计由作为数据存储器的FLASH ROM和数据处理缓存器的RAM、CPU和可编程逻辑器件/CPLD、作为数据扫描缓冲区的RAM组成,其结构如图2所示。

传统主控板硬件设计需要较多的外围器件(有的设计中还不止一个CPU和CPLD),不仅硬件结构和连线复杂,而且设计成本较高。此外,由于数据量很大,各个分立存储器之间、/CPLD之前数据实时可靠的传输也是一个问题。为解决这些问题,主控板硬件电路的设计选用一片凌阳单片机SPCE061A和一片FPGA ,其结构框图如图3所示。

2.1 cyclone EP1C6和SPCE061A简介
cyclone EP1C6是Altera推出的一款高性价比FPGA,工作电压3.3V,内核电压1.5V。采用0.13μm工艺技术,全铜SRAM工艺,其密度为5980个逻辑单元,包含20个128×36位的RAM块(M4K模块),总的RAM空间达到92160位。内嵌2个锁相环电路和一个用于连接SDRAM的特定双数据率接口,工作频率高达200MHz[3]。
SPCE061A是凌阳科技推出的一款16位微控制器,内嵌32K字FLASH和2K字SRAM,并集成了ICE仿真电路接口p通用I/O端口p定时器/计数器p中断控制pCPU时钟p模数转换器A/DpDAC输出p通用异步串行输入输出接口、串行输入输出接口p低电压检测/低电压复位p看门狗等功能。CPU最高可工作在49MHz的主频下,较高的处理速度使SPCE061A能够非常容易、快速地处理复杂的数字信号[1]。
2.2主控板结构及功能

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