基于FPGA的大型戶外全彩色LED屏控制系統(tǒng)設計.pdf

1、LED大屏幕顯示系統(tǒng)是多種技術綜合應用的產(chǎn)品，涉及光電電子學、半導體器件、數(shù)字電路以及控制技術等，具有發(fā)光效率高、使用壽命長、色彩豐富等特點，在多個領域得到廣泛應用。LED顯示屏自問世以來，經(jīng)歷了飛速的發(fā)展，現(xiàn)今，全彩色LED顯示屏已經(jīng)成為了平板顯示的一個重要產(chǎn)品。
　　本文設計了基于FPGA的大型戶外全彩色LED屏控制系統(tǒng)。在深入研究LED大屏幕顯示系統(tǒng)結構和灰度實現(xiàn)、伽馬校正等工作原理的基礎上，提出了采用DVI接口作為數(shù)據(jù)源、

2、千兆以太網(wǎng)作為傳輸媒介、FPGA作為主控芯片的總體設計方案。主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　1.在深入研究DVI數(shù)據(jù)輸出時序特征、LED屏結構的基礎上，以分辨率為1024×768、刷新率為60Hz的視頻源作為研究對象，采用verilog硬件描述語言設計了串口通信模塊、DVI數(shù)據(jù)接收模塊、SDRAM控制器以及讀寫緩存RAM模塊，實現(xiàn)了基于FPGA的視頻數(shù)據(jù)接收、發(fā)送。Modelsim仿真及板級下載調(diào)試表明，該系統(tǒng)功能達到設計要求，且

3、具有實時性好、系統(tǒng)穩(wěn)定等特點。
　　2.分析視頻像素數(shù)據(jù)在系統(tǒng)設計中的組織結構以及存儲方式，設計了SDRAM存儲控制模塊。通過分析SDRAM操作時序的要求，用verilog硬件描述語言實現(xiàn)SDRAM控制器的設計，以便于其它模塊對SDRAM的讀寫操作。該控制器具有較強的靈活性與可擴展性，不僅滿足本系統(tǒng)要求，也適用于其他高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
　　3.分析現(xiàn)有的高速數(shù)據(jù)遠距離傳輸方式的優(yōu)缺點，設計了以千兆以太網(wǎng)作為傳輸媒介的遠距離傳

4、輸系統(tǒng)，以確保對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆嶋H效果表明，該系統(tǒng)能夠保證實時、準確、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。
　　4.在研究LED屏驅(qū)動電路結構、灰度實現(xiàn)原理、多線掃描原理等基礎上，設計了驅(qū)動LED屏顯示的掃描控制模塊；由于LED屏是線性顯示系統(tǒng)，而視頻源是非線性系統(tǒng)，為了能真實還原原始圖像，實現(xiàn)了對原始數(shù)據(jù)的反伽馬校正；分析了亮度均勻性產(chǎn)生原因和不同解決方法的優(yōu)缺，提出了基于FPGA和SDRAM的動態(tài)修正方法，降低了系統(tǒng)成本。
　　所設計