基于FPGA的LED显示屏同步控制系统的设计

基于FPGA的LED显示屏同步控制系统的设计

东南大学

硕士学位论文

基于FPGA的LED显示屏同步控制系统的设计

姓名：李晟

申请学位级别：硕士

专业：电路与系统

指导教师：史小军

20040408

基于FPGA的LED显示屏同步控制系统的设计

摘要

摘要

自９０年代以来，ＬＥＤ显示屏的设计制造和应用水平得到日益提高，ｕｍ

显示屏经历了从单色，双色图文显示屏，到图像显示屏，一直到今天的全彩色视

频显示屏的发展过程。在此发展过程中，无论在器件的性能（超高亮度ｕ’Ｄ显示

屏及蓝色发光二极管等）和系统组成（计算机化的全动态显示系统）等方面都取得了长足的进步。

ＬＥＤ显示屏相比与其它的平板显示器，有其独特的优越性，比如：可靠性

高、使用寿命长、环境适应能力强、性价比高且成本低等特点，且随着全彩屏显

示技术的日益完善，使得ｕＤ显示屏在许多场合得到广泛的应用。

本文详细介绍了利用ＤＶＩ接口作为视频ＬＥＤ显示屏数据源，利用查表的方

法实现伽玛矫正的实现方案和实现４０９６级灰度的ＬＥＤ视频显示屏控制系统的设计原理。通过对等长时间实现４０９６级灰度方案的分析，得到此方案在系统速度和显示屏的亮度上存在的局限，提出采用变长时间和消影时间相结合的方案实现４０９６级灰度的方案及实现，这是在提高硬件成本以获得成本，速度和亮度的折中。在此基础上，提出了用脉冲打散输出的方法改善Ｌ即显示屏显示效果，并探

讨了低帧频无闪烁ＬＥＤ全彩屏的实现方法；对一些可以提高岫显示屏系统技术的新技术展开讨论，为今后的动态全彩色ｕＤ显示屏具体实现打下坚实的理

论基础。

关键词：ｕＤ显示屏同步控制系统占空比灰度ＦＰＧＡＤＶＩ脉冲地址映射和结构重组伽玛矫正

基于FPGA的LED显示屏同步控制系统的设计

东南大学硕士学位论文

Ａｂｓｔｒａｃｔ

ＬＥＤｐ蛐ｅＩｓｙｇ蛔叽ｇａｉ璐ｒａｐ砸ｄｅｖｅＩｏｐｍｅⅡｔｉｎｔｈｅｍｓｉｇｎ，ｍａｎｌｌｆ缸ｔＩＩ托ａｎｄａｐｐｌｉｃａｄｏｎ舶ｍｎｉｎｅｔｉ皓ａｇ陈Ｉｔｗｅｎｔｔｈｌｍｕｇｈｆ岫ｓｉｎｇｌｅ∞１０ｒ柚ｄ蛔ｏｃｏＩｏｒｔ０ｉ础ｌｇｅＬＥＤｐａｎｅＬＮｏｗ加ｌｅ∞１０ｒｐ粕ｄｈ嬲ｃｏｍｅ仃ｌｌｅ．ＤⅡｉｎｇｔｈｅｄ吖ｅｌｏｐｍ蚰ｔ∞ｕ璐ｅ，ｉｔｏｂｔａｉｎｓｑｕｉ把铲∞ｔｐｍｇ陀鼯ｉｎｐａｒｂ∞ｐａｂ进坷（ｓｕｐｅｒ址ｇｈ嘲ｇｈｔＬ脚）ｐａⅡｅｌ粕ｄｂｌｕｅＬＥＤ）ａｎｄｓｙｓ白哪ｆ０珊（ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ“Ｕ山啪ｍｉｃｍｓｐＩａｙｓｙｓｔｅｎＩ）．

ＣａｐａｒｅｄｗｉｔｌＩｏ恤ｅｒｎａｔｍｓｐＩａｙ，ＬＥＤｐａｎｄｈ嬲ｍｎｙｓｐｅｄａｌｆｈｔｌＩ弛ｓｕｃｈ豁ｈｉｇｈｎＵａｂｉｌｉ姆，ｌｏｎｇａｇｅ，ｍｇｈｐｅｒｆｏ珊ａｎｃｅ，ｌｏｗｃ惦ｔ，ａｎｄｍｏｒｅｉｎｐｏｒｔａｎｔｈｉｇｈａｃｃｌｉｍａｔｉｚａ６伽．Ｍ叫∞ｖｅｒ稍ｔｈｔｌＩｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆａＨｃ０１０ｒｐ蚰ｅｌｐｅｒｆｅｃｔｅｄｉｎｃｎ私ｅｌｙ，ＬＥＤｐａｎｅｌｉｓｗ试ｅｌｙｕｓｅｄｉｎ砌ｎｙｐｈ嘲．

Ｔｈｅｐａｐ盯ｉⅡ打ｏｄｕｃ８也ｅｄｅｓｉｇｎＯｆｃｏｎ协ｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆＬＥＤｐａｎｅｌｗｉｔｈ４凹６ｇｒａｙｌｇｒａｄ已Ｉｔｉｎ帅ｄｕ懈ｔｈｅＹ懈衄ｃａｌｉｏｎ∞ｌｕｔｉｏｎ．ｎ蚰ａｌｙ獬ｆｅ躯ｉｂｉＨ姆ｏｆｃ０ⅡＩｉ吣仃ｕｅ４眇６鲫ｙ－ｇ强ｄｅｗｉｍｅｑｕａＩ－Ｉｉｎ舱也∞ｒｙ，ａｎｄｇｅｔｓｄ胡ｄｅｎｃｉ瞄ｉⅡｓ”岫毗ｓｐ∞ｄ锄ｄｄｉｓｐｌａ了ｅ置丘ｃｉｅｎｃｙ．Ａｓａｒｅ轴ｎ，ｉｔｂ血擎ｆｏｒｗ盯ｄａｎｅｗｓｃｈｅｍｅｏｆａ№ｒａｂｋ劬ｅａｎｄｂＩａｎｋｄ眦．Ｉｔａｄｄｓｈａｒｅｗａｒｅ∞ｓｔｉｎｏｒｄｅｒｔｏｈａ珊ｏＩｌｉｚｅ∞ｓｔ，ｓｐｅｅｄａｎｄｂｒｉｇｈｔⅡ酷ｓ．ｏｎｔｈｉｓｂ晒ｅ，ｉｔｐｕｔｆ咖ａｒｄａｐｌ蚰ｂｙｓ凹ｔｔｅｒｐｕｋｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｌＩｅｄ卸ｌａｙｅｍｄａｎｄｔｏ砌ｋｅＬＥＤｐ锄ｄｄｉｓｐｌａｙｗｉｔｈ１０ｗ岫ｅｆｈｑｕｅｎｃｙａｎｄⅡｏｎｉｃｋ％Ｉｔｄｉｓ饥鼹酷ｓＯｍｅ趟ｎｇｔｅｃｈ皿ｏｌｏ醪０ｆＵｍｐａ岫ｅ｜．Ｉｔ瞄ｔａｈＩｉｓｌＩｔｈ∞ｒｙｂ黜ｆｏｒｃａｒｒｙｉｎｇｏｕＬ

Ｋｅｙｗｏｒｄ：ＬＥＤｐ锄ｅＩｓｙⅡｃｈｍｎｏ璐∞ｎｔｒ０ＩｓｙｓｔｅｍＯｃ伽ｐａｔｉ∞ｒａｔｅ

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基于FPGA的LED显示屏同步控制系统的设计

东南大学学位论文独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

研究生签名：叁数日期：童竺！：！：丝

东南大学学位论文使用授权声明

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研究生签名：乏羹癣导师签名：日期：啼１炉啦．ｔ．ｎ

基于FPGA的LED显示屏同步控制系统的设计

第一章绪论

第一章绪论

§１．１ＬＥＤ显示技术的应用和现状

ＬＥＤ显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏。由于它具有发

光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等特点，

自２０世纪８０年代后期开始，随着ｕＤ制造技术的不断完善，在国内外得到了广泛的应用。现代社会是信息社会，对公众场合发布信息的需求日益强烈，Ｕｍ显示屏的出现正好适应了这一市场形式，因而在Ｕｍ显示屏的设计制造和应用水平上都得到了迅速的提高。ｕＤ显示屏经历了从单色、双色图文显示屏，到图像显示屏。随着高亮度蓝色ＬＥＤ管和高亮度纯绿色ｕＤ的商品化，现在全彩色视频显示屏技术也日趋成熟。ｕＤ显示屏无论在器件的性能（超高亮度ＬＥＤ显示器及蓝色发光灯等）和系统组成（计算机化的全动态显示系统）等方面都取得了长足的进步，至今己经形成了～个具有相当发展潜力的产业。

§１．２ＬＥＤ显示屏原理

人跟的亮度感觉不会因光源的消失而立即消失，要有一个延迟时间，这就是视觉惰性。视

觉惰性可以理解为光线对人眼的作用，传输、处理等过程都需要时问，因而使视觉具有一定的低通特性。实验表明，当外界光源突然消失时，人眼的亮度感觉是按指数规律逐渐减小的。这样当一个电源反复通断．在通断频率较低时，人眼可以发现亮度的变化；而遁断频率增高时，视觉就逐渐不能发现相应的亮度变化了。不至于引起闪烁感觉的最低反复通断频率，称为临界闪烁频率。通过实验证明临界闪烁频率大约为２４｝ …… 此处隐藏：11736字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……