基于MCU和FPGA的LED图文显示屏控制系统

　　如图3所示，FPGA控制模块主要由单片机与FPGA接口及数据读写模块、读地址发生器、译码器、行地址发生器、数据锁存器组、移位寄存器组、脉冲发生器等模块组成。

　　读地址发生器主要产生读地址信号，地址信号送往MCU接口及数据读写模块，读取外部SRAM1或SRAM2中已处理好的LED显示屏数据，并把数据按分区方式送到数据锁存器组锁存。锁存器输出16分区数据，通过移位寄存器组实现并串转换得到显示屏所需要的串行数据，并送往LED显示屏列驱动电路。脉冲发生器为各模块提供相应的同步时钟，行地址发生器产生相应的行信号送往显示屏的行驱动电路。

　　3.2 单片机与FPGA接口及数据读写模块

　　单片机与FPGA接口及数据读写模块结构如图4所示。单片机从EEPROM中读取数据并根据显示要求进行处理后，通过接口及数据读写模块把数据送往数据缓冲器SRAM1或SRAM2。为提高数据的传输速度，保证显示效果的连续性，在系统中采用双体切换技术来完成数据存储过程。也就是说，采用双SRAM存储结构，两套完全独立色环电感生产厂的读、写地址线和数据线轮流切换进行读写。工作时，FPGA在一个特定的时间只从两块SRAM中的一块读取显示的数据进行显示，同时另外一块SRAM与MCU进行数据交换。MCU会写入新的数据，依次交替工作，可实现左移、上移、双屏等显示模式。如果显示的内容不改变，即一块SRAM里的数据不变时，MCU不需要给另外一块SRAM写数据。

　　该模块采用VHDL有限状态机来实现，整个控制分为4个状态，其状态转换图如图5所示。其工作过程如下：

　　系统开机进入初始状态ST0,单片机的写入使能端E为低电平，单片机从EEPROM电感厂家中读取数据并把数据写入到SRAM1,同时FPGA读取SRAM2中的数据；当单片机数据写完一屏数据后E变为高电平电感器生产，当FPGA从SRAM2中读完数据、结束信号READ_END为低电平时，进入ST1状态。