一種基于MCU+FPGA的LED大屏幕控制系統的設計

　　該模塊采用VHDL有限狀態機來實現，整個控制分為4個狀態，其狀態轉換圖如圖5所示。其工作過程如下：系統開機進入初始狀態ST0，單片機的寫入使能端E為低電平，單片機從EEPROM中讀取數據并把數據寫入到SRAM1，同時FPGA讀取SRAM2中的數據；當單片機數據寫完一屏數據后E變為高電平，當FPGA從SRAM2中讀完數據、結束信號READ_END為低電平時，進入ST1狀態。

　　在ST1狀態下，若沒有新的數據寫入則E保持高電平，FPGA讀取SRAM1的數據，為靜態顯示；只有當單片機的讀入控制信號E為低電平且READ_END為低電平時，進入ST2狀態。在ST2狀態下，單片機把數據寫入SRAM2，同時FPGA讀取SRAM1的數據，單片機數據寫完后E變為高電平，當FPGA一屏數據讀完后READ_END為低電平，進入ST3狀態。在ST3狀態下，如果沒有新數據寫入E為高電平，FPGA讀取SRAM2中的數據。當單片機有新的數據寫入時E變為低電平，當FPGA一屏數據讀完后READ_END為低電平時，重新進入ST0狀態。通過這種周而復始的交替工作完成數據的寫入與讀取，其端口程序如下：

　　ENTITY WRITEREAD_SEL IS

　　PORT（

　　REST:IN STD_LOGIC;

　　CLK:IN STD_LOGIC;

　　E:IN STD_LOGIC; 勃駁テ機寫入標記

　　WR:IN STD_LOGIC;勃駁テ機寫控制信號

　　ADDR_WR:IN STD_LOGIC_VECTOR（15 DOWNTO 0）；勃駁テ機寫地址信號

　　ADDR_RD:IN STD_LOGIC_VECTOR（15 DOWNTO 0）；勃捕戀刂沸藕

　　DIN:IN STD_LOGIC_VECTOR（7 DOWNTO 0）；勃駁テ機寫入數據

　　READ_END:IN STD_LOGIC;勃捕烈黃潦據結束標記

　　D1,D2:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR（7 DOWNTO 0）；勃SRAM數據

　　AD1,AD2:OUT STD_LOGIC_VECTOR（15 DOWNTO 0）；勃SRAM地址

　　WR1,WR2:OUT STD_LOGIC;勃SRAM的寫控制信號

　　OE1,OE2:OUT STD_LOGIC; 勃SRAM的讀控制信號

　　DOUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR（7 DOWNTO 0））；勃彩涑鍪據

　　END ENTITY WRITEREAD_SEL;

　　3.3 讀地址發生器

　　讀地址發生器主要產生外部緩存器SRAM1（SRAM2）的讀地址信號，使系統能正確地從存儲器中讀取相應的顯示數據。其地址最高位為0，其余地址分別為行地址（hang[30]）、列地址（lie[60]）、分區地址（qu[30]）15位有效地址信號。在16個脈沖周期內讀出在SRAM1（SRAM2）中的16字節數據，其部分VHDL源程序如下：

　　ENTITY addressIS

　　PORT（

　　RDCLK:IN STD_LOGIC;勃捕戀刂肥敝有藕

　　CLR,ADDR_EN:IN STD_LOGIC;勃睬辶慵笆鼓蕓刂菩藕

　　READ_END:OUT STD_LOGIC;勃慘黃潦據讀完信號

　　ADDR_RD:OUT STD_LOGIC_VECTOR（15 DOWNTO 0））；勃膊生的讀地址信號

　　END ENTITY address;