CPLD實現LED顯示屏控制電路

偽彩色視頻LED顯示系統采用了計算機多媒體技術，全同步動態顯示視頻圖像，圖像清晰，亮度高，無拼縫，每種顏色的視頻灰度等級已經由早期的16級灰度上升現在的256灰度，隨著大規模集成電路和專用元器件的發展，256級灰度的全彩色視頻LED顯示系統隨時都可能實現。

LED電子顯示技術發展迅速，已成為當今平板顯示領域的主導之一。本文著重介紹用M4A5-128P64-10VC設計LED顯示屏的控制電路。

1　LED顯示屏的構成

在LED顯示系統中，點陣結構單元為其基本構成。每個顯示驅動單元又是若干個8×8點陣的LED顯示模塊組成。通過多個顯示驅動板拼裝在一起，構成一個數平方米的顯示屏，能用來顯示各種文字、圖像。LED顯示屏包括計算機視頻采集電路、控制電路、驅動電路及電源等，如圖1所示。

LED顯示屏具有紅、綠兩種基色，每基色256級灰度，像素節距為7.62mm，像素在水平方向可達成1024點，垂直方向可達成768點。

2　LED電子顯示屏特點

LED顯示屏是由若干個顯示單元拼接而成的，其顯示方式采用LED點陣與計算機顯示器屏幕相映射的原理，即LED點陣的一個像素點對應著計算機顯示屏的一個像素點，例如計算機屏幕上的畫面按分辨率分為640列、480行，即LED顯示屏上640×480個點陣單元，每個點陣單元又包括紅、綠、藍三種發光二極管，這三種發光二極管發出三種顏色的光混色后得到人眼所感覺到顏色，根據光學三基色原理，我們只采集計算機屏幕上的每一點的圖像進行數字化并分解為紅、綠、藍三種信號，經過系統處理后，傳遞到LED點陣屏幕上的點陣單元中，分別驅動相對應顏色的發光二極管，即實現了計算機屏幕在LED點陣屏幕上的映射。

3　LED電子顯示屏驅動原理

在大多數LED顯示系統中，都采用刷新式驅動方法，即對每塊LED顯示驅動單元列向鎖存數據，在行向進行掃描，根據LED顯示驅動板結構，采用1P16掃描占空比。

我們所設計的LED顯示驅動板驅動電路用兩片74HC595組成4:16線行譯碼器，它提供整個掃描電路所需行信號，同時也用74HC595芯片來作串行移位寄存器，它將系統傳來的串行數據移位變成并行信號輸出，這樣驅動列需要提供串行移位時鐘、并行鎖入信號和輸出使能信號，行掃描需要串行數據輸入和串行移位時鐘信號，如圖2所示。因此我們需要設計一個時序控制電路。

4　結語

M4A5—128P64—10VC是Lattice公司生產的CPLD器件，有128宏單元、64個IPO引腳。Lattice公司開發軟件ispDesignEXPERT中集成了設計輸入、編譯、驗證和編程全部工作。首先進行設計輸入，即可直接繪制原理圖，也可用VHDL語言編程。我們需要從10MHz時鐘源得到100KHz信號用VHDL語言在VHDLMODULE文本編輯器中編寫一個名為F100K.HDL文件如下：

設計文件輸入以后進行編譯，然后用戶可以調整管腳分配，編譯通過，即可對芯片編程。用Byte-Blaster下載電纜把計算機并行口與PCB上的JTAG插座連接起來，通電后對已安裝好的芯片編程。

實踐表明，用Lattice公司生產的M4A5-128P64-10VC設計的電路達到了設計要求。