学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于FPGA的LED图像显示系统的研究

作　者: 刘建兴
导　师: 王玉田
学　校: 燕山大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: LED显示屏 FPGA DVI接口 脉冲驱动 灰度级实现 灰度畸变
分类号: TN873
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 131次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


LED显示屏是上世纪八十年代末期在全世界快速发展起来的一种新型的数字显示媒体，它主要是由发光二极管所形成的模块或者点阵像素单元而构成的，这种新型的显示媒体拥有使用寿命长、可靠性高、适应外界环境能力强、开发成本低、性价比高等优点，因此应用在证券交易、银行金融、商业宣传、文化公益娱乐等很多领域。本文设计了基于FPGA的LED显示屏图像显示系统，该系统的图像数据来源是计算机显示的图像，依据LED显示屏的工作方式，将该系统分成了计算机图像源、解码电路、FPGA图像数据处理、LED驱动、LED显示屏等五部分，主要对其中的解码电路以及FPGA图像数据处理两部分进行了设计。通过和传统的VGA接口对比，采用了DVI接口接收计算机显卡内的图像数据，经过了基于TI公司的TFP501芯片的解码电路后，得到了FPGA能够识别的图像数据，主要包括24位的红绿蓝的混合数据、使能和同步数据。这些数据在FPGA内部进行处理。将红、绿、蓝三基色图像数据单元的权值对应LED导通时间，采用了脉冲驱动方式对LED进行驱动，通过调节占空比即调节导通时间实现显示屏的256灰度级。阐述了由LED模块组成的LED显示屏出现的灰度畸变问题，经过分析得出了解决由灰度畸变造成的非均匀度过高问题的校正矩阵。研究了整个显示系统的原理，将FPGA数据处理部分划分为六个逻辑模块：图像数据获取模块、图像数据格式转换模块、灰度级实现模块、SRAM模块、导通时间控制模块、时钟控制模块。分析了各个模块的工作原理，并对其中的一些模块进行了时序图分析。按照现有条件使用EP2C8Q208C的开发板将一些模块程序下载到芯片内进行实际的验证。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 课题研究的目的及背景  9-10
  1.2 LED 显示屏的发展及现状  10-11
    1.2.1 LED 显示屏的发展  10
    1.2.2 LED 显示屏技术研究现状  10-11
  1.3 论文的主要内容  11-13
第2章 LED 及 LED 显示屏的研究  13-21
  2.1 LED 概述  13-17
    2.1.1 LED 发光机理  13-15
    2.1.2 LED 光学特性  15-17
  2.2 LED 显示屏  17-20
    2.2.1 LED 显示屏分类  17-18
    2.2.2 LED 显示屏图像显示  18-20
  2.3 本章小结  20-21
第3章 FPGA 及其开发流程  21-31
  3.1 FPGA 概述  21-22
  3.2 FPGA 结构  22-25
    3.2.1 可编程 I/O 单元  22-23
    3.2.2 可配置逻辑块  23-24
    3.2.3 数字时钟管理模块  24
    3.2.4 嵌入式块 RAM  24
    3.2.5 丰富的布线资源  24-25
    3.2.6 底层内嵌功能单元  25
    3.2.7 内嵌专用内核  25
  3.3 FPGA 开发流程  25-29
    3.3.1 整体分析  26-27
    3.3.2 功能仿真  27
    3.3.3 综合及仿真  27-28
    3.3.5 逻辑设计实现  28
    3.3.6 时序仿真和验证  28-29
    3.3.7 调试和加载配置  29
  3.4 FPGA 开发软件和硬件描述语言  29-30
    3.4.1 QuartusⅡ  29-30
    3.4.2 硬件描述语言  30
  3.5 本章小结  30-31
第4章 LED 图像显示系统设计  31-42
  4.1 总体设计  31-32
  4.2 解码电路设计  32-35
    4.2.1 VGA 和 DVI 接口  32-33
    4.2.2 解码电路  33-35
  4.3 灰度实现及畸变校正  35-41
    4.3.1 灰度实现  35-37
    4.3.2 非均匀度畸变校正  37-40
    4.3.3 校正后仿真  40-41
  4.4 本章小结  41-42
第5章 FPGA 数据处理及仿真  42-54
  5.1 FPGA 控制系统内部结构  42-43
  5.2 FPGA 各功能模块设计  43-52
    5.2.1 图像数据获取  43-45
    5.2.2 图像数据格式转换  45-46
    5.2.3 灰度级实现  46-48
    5.2.4 SRAM 模块  48-50
    5.2.5 导通时间控制  50-51
    5.2.6 时钟控制模块  51-52
  5.3 实验及验证  52-53
  5.4 本章小结  53-54
结论  54-55
参考文献  55-58
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  58-59
致谢  59-60
作者简介  60

相似论文

  1. 基于FPGA的电磁超声检测系统的研究,TH878.2
  2. LXI任意波形发生器研制,TM935
  3. 基于FPGA的射频功放数字预失真器设计,TN722.75
  4. 突发OFDM系统同步与信道估计算法及FPGA实现,TN919.3
  5. 直扩系统抗多径性能分析及补偿方法研究,TN914.42
  6. 电视制导系统中视频图像压缩优化设计及实现研究,TN919.81
  7. 基于FPGA的多用户扩频码捕获研究及硬件仿真,TN914.42
  8. 基于FPGA的数字图像处理基本算法研究与实现,TP391.41
  9. 基于FPGA的高速图像预处理技术的研究,TP391.41
  10. 基于FPGA的高速数字图像采集与接口设计,TP274.2
  11. 基于FPGA的电感传感器数据采集系统的研制,TP274.2
  12. 基于Nios的串行总线分析仪研制,TP274
  13. 基于FPGA-RocketIO_X的PMC高速数据传输板开发,TP274.2
  14. PXI高性能数字I/O模块研制,TP274
  15. LXI计数器研制,TP274
  16. 基于FPGA的高速实时数据采集系统,TP274.2
  17. 温压炸药爆炸温度场存储测试技术研究,TQ560.7
  18. 掺铒光纤放大器中泵浦激光器驱动源的研究应用,TN248
  19. 微流体脉冲驱动—控制的芯片点样系统设计及实验研究,TN402
  20. 基于FPGA高清视频车辆检测系统的设计与实现,TP391.41
  21. 超高亮LED显示屏的研发,TN873

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 终端设备 > 显示设备、显示器
© 2012 www.xueweilunwen.com