LED大屏幕顯示校正系數配置系統
摘 要：為了能夠準確、有效的實(shí)現LED大屏幕顯示控制系統中使用的校正系數的寫(xiě)入與讀出功能，開(kāi)發(fā)了LED大屏幕顯示校正系數配置系統，如USB接口、FPGA等。本文主要針對基于USB接口與FPGA(含有可編輯元件的半導體設備)的LED大屏幕顯示校正系數配置系統的硬件電路設計與軟件程序設計進(jìn)行深入的研究。
關(guān)鍵詞：LED大屏幕顯示;USB接口;校正系數;配置系統
LED大屏幕顯示設備以晶體二極管為原材料，廣泛應用于現代的各種大型公共場(chǎng)所，如游樂(lè )園、酒店、商場(chǎng)等。LED大屏幕顯示校正系數配置系統功能的實(shí)現主要應用USB接口與FPGA(Field Programmable Gate Array)，再配合具有存儲芯片功能的Flash，將LED使用的校正系數存儲在掃描接收卡當中[1]。
一、LED大屏幕顯示校正系數配置系統硬件電路設計
(一)硬件電路系統的構成
硬件電路系統主要是由穩壓電路、具有高速緩存功能的USB接口與具有可編輯元件的半導體設備的FPGA主控三個(gè)部分構成。硬件電路系統的工作流程為：計算機、USB接口、USB接口控制部分、穩壓電路、Slave FIFO、FPGA主控部分、SPI、Flash。
(二)硬件電路系統的設計
硬件電路系統的設計主要分為兩部分，一是USB接口控制芯片的選擇，二是FPGA主控芯片的選擇。USB接口控制芯片的作用主要是將USB設備與計算機端連接，實(shí)現LED數據信息的傳輸。LED大屏幕顯示校正配置系統USB接口控制芯片主要選擇美國賽普拉斯半導體公司(Cypress)，具有8051兼容的CPU與指令系統的EZ-USB FX2LP系列低功耗版本單片機CY7C68013A，該芯片是目前世界上性能最好、集成度最高、耗能量最小的集成USB2.0協(xié)議的微控制器。FPGA主控芯片的作用是將USB接口控制芯片與具有存儲芯片功能的Flash連接，實(shí)現USB與Flash之間的數據信息的傳輸與控制。LED大屏幕顯示校正配置系統FPGA主控芯片主要選擇全球領(lǐng)先的可編程邏輯完整解決方案供應商賽靈思(Xilinx)企業(yè)，具有較高安全功能的Spartan3AN平臺一系列FPGA芯片產(chǎn)品中的性能最好的XC3S50AN作為FPGA主控芯片，該芯片具有安全系數高、耗能量低等優(yōu)勢[2]。
(三)硬件電路系統數據傳輸接口的設計
硬件電路系統數據傳輸接口的設計主要分為FPGA接口與串行的存儲芯片Flash的接口設計和USB控制芯片與FPGA接口設計兩部分。在FPGA接口與串行的存儲芯片Flash的接口設計中，串行的存儲芯片Flash通常采用具有兼容性質(zhì)的SPI接口，確保數據信息傳輸的高效性與準確性。
在USB控制芯片與FPGA接口設計中，由于USB接口控制部分與FPGA主控部分是由Slave FIFO接口連接的，實(shí)現對USB控制芯片與FPGA主控芯片內部數據信息的寫(xiě)入與讀出功能，因此，USB控制芯片與FPGA接口設計要采用具有Slave FIFO接口性能的設備[3]。
二、LED大屏幕顯示校正系數配置系統軟件程序設計
LED大屏幕顯示校正系數配置系統的軟件程序設計主要分為三個(gè)部分，即計算機端用戶(hù)程序設計、USB固件程序設計以及FPGA控制程序設計。
(一)計算機端用戶(hù)程序設計
在計算機端用戶(hù)程序設計中，主要采用了美國賽普拉斯半導體公司關(guān)于USB芯片控制程序，在VS(Microsoft Visual Studio)完整開(kāi)發(fā)工具集的環(huán)境下實(shí)現計算機端用戶(hù)程序。計算機端用戶(hù)程序主要分為三個(gè)部分，一是檢測配置系統，其功能是對計算機與USB接口進(jìn)行測試;二是對LED大屏幕顯示校正系數控制，其功能是對LED大屏幕顯示校正系數進(jìn)行準確、有效的寫(xiě)入與讀出;三是數據信息的顯示功能，通過(guò)將LED大屏幕顯示校正系數寫(xiě)入與讀出具有存儲芯片功能的Flash上，然后在計算機中顯示出來(lái)[4]。
(二)USB固件程序設計
USB固件程序是LED大屏幕顯示校正系數配置系統運行的核心部分。USB固件程序設計主要涉及以下內容：一是USB控制芯片的初始化狀態(tài);二是USB固件程序開(kāi)始枚舉設備;三是USB固件程序重新枚舉設備;四是USB數據信息接收設備;五是USB數據信息發(fā)送設備;六是USB與計算機端連接設備。
(三)FPGA控制程序設計
FPGA控制程序設計主要實(shí)現以下功能：一是將存儲芯片Flash上的LED校正系數數據信息讀出來(lái);二是將存儲芯片Flash上的數據信息進(jìn)行清除，可以將存儲芯片Flash上所有數據信息采用整體清除方式，也可以采用部分清除方式;三是將校正后的LED系數數據信息寫(xiě)入到已清除的存儲芯片Flash上[5]。
三、結束語(yǔ)
LED大屏幕顯示校正系數配置系統主要采用USB接口設備與FPGA半導體設備。通過(guò)對LED大屏幕顯示校正系數配置系統深入分析，有利于該系統能夠準確、有效的寫(xiě)入與讀出LED大屏幕顯示校正系數數據信息，同時(shí)，對LED大屏幕顯示校正系數配置系統的維修起到積極的作用。
參考文獻：
[1]宋超，王瑞光，馮英翹.LED大屏幕顯示校正系數配置系統[J].液晶與顯示(下旬刊)，2013(02)：131-122.
[2]嚴雪飛，李世浩，張佳藝.LED顯示屏灰度控制關(guān)鍵技術(shù)的分析研究[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(社會(huì )科學(xué)版)，2013(10)：155-157.
[3]岳明晶，陳宇，鄭喜鳳.LED大屏幕顯屏灰度等級檢測技術(shù)研究[J].電子科學(xué)技術(shù)研究(上旬刊)，2010(03)：123-124.
[4]黃曉燕，王瑞光，李漲青.基于FPGA的LED異步顯示模塊設計[J].內蒙古大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2012(06)：144-145.
[5]王傳凱，周永清，鄧意成.LED大屏幕同步顯示系統硬件設計及實(shí)現[J].大連理工大學(xué)學(xué)報(哲學(xué)社會(huì )科學(xué)版)，2009(07)：132-133.
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