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1、毕业论文毕业论文题目: 基于CPLD技术的大型广告牌制作学生姓名:学号:系(院):信息工程学院物理系专业:电子信息科学与技术班级:指导教师姓名及职称:起止时间:20XX年12月20XX年5月基于CPLD技术的大型广告牌制作摘要：本文详细介绍了基于单片机89S52和复杂逻辑器件EPM712884-15 的LED点阵式汉字显示系统的硬件结构、功能特点、显示数据的处理方式、软件框图，并给出部分程序。该系统能完成时间显示、汉字动画处理、循环显示等功能。关键词：单片机、复杂逻辑器件、LED点阵A large scale of billboard production bases on CPLD Abst
2、ract: The thesis introduces detailed the hardware structure, functional features, the ways to deal with the demonstration data, software frame of the LED lattice character system which bases on the monolithic integrated circuit 89S52 and the complex logical appliance. Meanwhile, it shows partial pro
3、cedures. This system can complete such functions as: displaying the time; handling the cyclic display of character and so on.Key words: Monolithic integrated circuit; Complex logical component; LED lattice 目录前言31. 原理图42. 硬件部分62.1 单片机AT89S5262.2 CPLD EPM7128SL62.2.1介绍CPLE的技术62.2.2 EPM7128SL的主要特征及工作方式
4、72.3 MAX+PLUS92.3.1 74154集成电路92.3.2 列驱动所需逻辑功能的实现92.3.3 行驱动所需逻辑功能的实现102.3.4 行驱动电路102.3.5 列驱动电路122.4 ISP下载线132.5 三色点阵142.6系统字库数据存储部 EEPROM AT24C64162.7电源163.软件部分163.1静态字的显示原理163.2移动字的显示原理173.3字模取模174.总结18致谢19参考文献20附录程序21前言现在流行的 LED显示屏多采用扫描显示方式扫描显示的原理是基于人眼的视觉暂留效应，各显示行(列)轮流显示，只要刷新频率不小于24帧s，人眼感觉到的将是完整的图象
5、不论图形还是文字，只要控制其组成这些图形或文字的各个点所对应的 LED器件发光，就可以得到我们想要的显示结果，显示的方法有静态驱动显示和动态扫描显示两种。同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式，这种显示方法需要扩展单片机的端口，设计出来的实物不论从体积还是从经济上都很庞大。所以，在设计时，我们采用动态扫描显示方法。动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮，这样各列就可以公用一个列驱动器，就16 x16的点阵来说，把所有同一行的发光管的阳极连在一起，把所有同一列的发光管的阴极连在一起，通过单片机送出对应第1行发光管亮灭的数据给锁存器锁存，选通第1行并使其燃亮一定时间， 然后熄灭：再送出第
6、2行数据并锁存，选通第2行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；照此类推，第16行之后，又重新燃亮 第1行，反复轮回。当这样轮回的速度足够快时(每秒24次以上)，由于人眼视觉的暂留现象，就能看到显示屏上稳定不闪烁的图形了。采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个列驱动器。显示数据通常存储在单片机的存储器中。显示时要把一行中各列的数据都传送到相应的列驱动器上去，从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并行方式或串行方式。采用并行方式时，从控制电路到列驱动器的线路数量大，相应的硬件数目多。当列数很多时，并行传输的方案是不可取的。而采用8位并行总线片选芯片的方法来完成列数据的传输. 单
7、片机采用89S52， 晶振采用24MHz，以提高刷新的频率使显示更稳定。P1口输出行号经EPM7128-84-15译码后，产生行选通信号送入显示器的行(发光二极管的阳极)进行轮流显示。单片机的P0口用于发送8位列数据, P2口输出行号经EPM7128-84-15译码后产生列选通信号,进行列芯片选通.在一般的比较小的广告牌里面，只需要有到单片机的I/O口，就可以制作成。不过在我们的32*64的三色大型组合点阵中，要通过CPLD技术来作扩展，重难度上也增加了不少。单片机P1口输出行号经EPM7128-84-15译码后选通第一行, P0口发送8位显示数据到列驱动芯片TIPC8B273, P2口输出行
8、号经EPM7128-84-15译码后产生列驱动芯片选通信号,进行列芯片选通.选中的芯片会把8位列列显示数据锁存到列驱动输出I/O口上.驱动三色点阵的列.因为一行有64个点而一块驱动芯片是8位.所以选通第一行后要送8个8位列显示数据到列驱动芯片TIPC8B273完成一行的显示.32*64三色点阵一共有32行.所以要循环32次。1原理图：如图1.1该显示牌由显示模块、控制模块、行驱动模块、列驱动模块、ISP下载线接口、电源组成。能够显示三种颜色（红、黄、橙）;存储200个汉字。文字和图片能向左移动和向上移动.显示模块：由32块8*8的双色点阵组成；控制模块：用89S52作为控制核心（有8K的FLA
9、SH ROM）；行驱动电路：由EPM7128-15可编程逻辑器件及达林顿管tipc127驱动放大电路构成；列驱动电路：由两组(红色一组、黄色一组) TIPC6B273及EPM7128-15可编程逻辑器件构成，ISP下载线接口：是用下载程序的，方便显示内容的更改。电源：是用开关电源来供电的通过在电脑中输入想要显示的内容，用字模转换软件提取字模。将字模复制到程序中，更改程序中的字符数，重新编译。然后通过ISP下载线直接下载到单片机里面。这样三色广告牌能从右到左和从下到上显示刚才输入的文字。图1.11.2原来框图2.硬件部分 该三色广告牌，主要由单片机AT89S52,基于CPLD技术的EPM7128
10、SL，MAX+PLUS的逻辑电路功能实现，ISP下载线接口，32块88的三色点阵，用于存方字库的EEPROMAT24c64, 输出5v的直流开关电源所组成。2.1单片机AT89S52 核心芯片采用ATMEL公司的51系列单机AT89S52，该芯片带有8K的程序程序存贮空间，256字节的RAM，六个中断源，带有ISP监控程序，可在线下载。其中P2.5-P2.0口是行驱动,选择任一行亮,P2.4控制前16行的开关允许,P2.5控制后16行的开关允许;P1.4-P1.0口是列驱动,锁存任一点阵数据,P1.4是锁存的开关允许,0开,1关.P0作为数据输出口;P3.3,P3.4分别是EEPROM的SDA
11、和SCL口.2.2 CPLD EPM7128SL2.2.1 CPLE技术随着大规模集成电路和单片机的迅速发展，复杂可编程逻辑器件(CPLD)具有使用灵活、可靠性高、功能强大的优点，在电子产品设计中得到了广泛的应用。CPLD可实现在系统编程，重复多次，而且还兼容IEEE11491(JTAG)标准的测试激励端和边界扫描能力，若使用CPLD器件进行开发，不仅可以提高系统的集成化程度、可靠性和可扩充性，而且还可大大缩短产品的设计周期。由于CPLD采用连续连接结构，易于预测延时，从而使电路仿真更加准确。CPLD是标准的大规模集成电路产品，可用于各种数字逻辑系统的设计。近年来，随着采用先进的集成工艺和大批
12、量生产，CPLD器件成本不断下降，集成密度、速度和性能都大幅度提高，这样一个芯片就可以实现一个复杂的数字电路系统；再加上使用方便的开发工具，给设计修改带来很大方便。2.2.2. EPM7128SL的主要特征及工作方式EPM7128SL是Ahera公司生产的CPLD芯片，该芯片密度为6000门，有60个专用IO 口，PLCC84封装，正常工作温度范围070 。该CPLD芯片内部结构如图1所示。从图中可以看出，该芯片内部由逻辑阵列模块、可编程IO单元和可编程连线阵列三部分组成。每个逻辑阵列模块中包含16个宏单元，共128个宏单元。可编程IO单元能兼容TrIL和CMOS多种接口和电压标准，可配置为输
13、入、输出、双向、集电极开路和三态等形式，能提供适当的驱动电流，以降低功耗，防止过冲和减少电源噪声。可编程连线阵列在各个逻辑宏单元之间以及逻辑宏单元与IO单元之间提供信号连接。图中的数字代表芯片的引脚号，其中1、2、83、84为全局输入引脚.GCLK(83)：全局时钟脚，这个脚的驱动能力最强，到所有逻辑单元的延时基本相同，所以如系统有外部时钟输入，建议定义此脚为时钟输入脚。OE1(84)：全局输出使能,如有三态输出，建议由此脚来控制（也可由内 部逻辑产生输出使能信号），优点和用法同上。OE2/GCLK2(2)：全局输出使能/全局时钟脚，两者皆可。GCLRn(1)：全局清零，如有寄存器清零，建议由此脚来控制（也可由内部逻辑产生清零信号），优点和用法同上。如图示板上留有下载插口FC1(针对PLCC84的插座中CPLD芯片)，你只要把随配的ByteblasterMV电缆的10PIN端插入下载插口FC1,另一端连接到电脑并口上（有时为了方便操作，可以通过并口延长线公头接电脑并口，母头接ByteblasterMV的公头）就可以在线编2.3 MAX+PL
