基于CPLD和Embedded System的LED点阵显示系统的实

　LED点阵显示屏是显示公共信息的一种重要显示终端，其中大屏幕LED点阵显示屏在许多场合得以应用。大屏幕显示所采用的技术比中小屏幕显示难度更大，因为其屏幕大、LED点数多，要求在极短的时间内刷新每个点，使得其扫描速率必须非常高，所以只有设计合理的控制电路才能达到这个要求。本文着重解决大屏幕LED点阵显示这一技术难题。通过采用自顶向下的设计思想，综合运用高速CPLD、双口RAM等技术和芯片，设计出了大、小屏幕皆适合的显示控制电路。特别是利用单片机、CPLD与双口RAM的无缝结合，将复杂的任务分配给不同的硬件处理，满足了对实时性的要求。本系统不仅给大屏幕LED点阵显示提供了优良的控制电路，而且为CPLD器件和EDA技术提供了切实的应用实例。其中，共享双口RAM的应用，为高速总线与低速总线的通信提供了一个新的解决方案。

　　1 硬件设计

　　显示系统由信号处理电路和扫描电路两大块构成，其系统原理框图如图1所示，实际电路框图如图2所示。微处理器MCU采用8位单片机AT89C51，它通过串口接收来自PC机的待显示数据。由于PC机串行总线标准RS232的逻辑电平与单片机电路使用的TTL电平不同，所以PC机与MCU之间的通信数据必须经过RS232电平转换芯片MAX232进行转换。从PC机接收到的数据存放在8K字节的电可擦写存储器EEPROM 28C64中，这样可方便地随时修改待显示的信息，并且在掉电情况下不至于丢失数据。由于系统软件要进行大批量的数据处理，所以扩充了单片机缓存区大小，采用了8K字节的外部静态RAM 6264。

　1.1 双口RAM的应用

　　采用双口RAM是本设计的一个主要特色。一般的RAM（如6116）只有一套地址总线、数据总线和控制总线，在同一时间只能执行同一总线操作。而标准双口RAM有左侧和右侧两套地址总线、数据总线和控制总线，可供两套总线对其进行访问。在本系统中，单片机通过共享的双口RAMIDT7132与CPLD通信，单片机将数据写入IDT7132中，而CPLD则从IDT7132中读取数据并通过扫描逻辑电路输出出去。