基于SOPC的LED点阵控制系统设计摘要：点阵屏显示常用于广告牌，交通指示牌等信息，在实际生活中应用非常广泛oLED点阵屏显示控制是一个典型的EDA设计,以往都是用硬件描述语言VHDL或VerilogHDL编写程序，在FPGA芯片上用纯硬件逻辑來实现。本设计是基于SOPC系统设计实现的，利用Altera公司提供的NiosII软核在CycloneIIFPGA芯片上验证实现功能。关键词：点阵屏FPGASOPCNiosTT中图分类号：TP304文献标识码:A文章编号:1007-9416(2013)07-0003-02LED点阵显示屏简称LEDo它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用來显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行等公共场所，发展前景极为广阔。现有的FPGA项目大多是基硬件描述语言来设计，IIDL语言语法抽象，模型建立较为复杂。为此设计了一款基于FPGA嵌入式IP软核的SOPC系统，这类系统解决硬件描述语言控制外围芯片时序的难点，在QuartusII和SOPCBuilder中根据设计要求对NiosII软核及英外围设备进行选择和构建，使嵌入式系统在硬件结构、资源利用、功能特点等方面满足设计需求。1系统设计方案LED点阵屏控制系统由SOPC控制单元、行驱动电路、列驱动电路、显示电路和上位机接口电路组成。基于FPGA的嵌入式NiosII软核处理器控制整个电路的运行。行、列驱动电路将显示控制信号调理，放大，增强驱动电流。上位机接口电路将计算机发送的数据信号经电平转换后，传输给控制器，更新点阵显示内容，系统框图如图1所示。2SOPC控制平台的硬件设计可编程片上系统SOPC(SystemOnaProgrammableChip)是一种特殊的嵌入式系统，用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上。首先它是片上系统(SOC),即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能。其次，它是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬件在系统可编程的功能。2.1NiosII软核的构架基于NiosII的SOPC控制系统是一个软硬件复合的系统，在设计时可以分为硬件和软件两个部分。而木设计是通过SOPCBuilder开发包定制一个基于NiosII软核的SOPC系统，实现NiosII系统配置，然后编写动态扫描程序对PI0进行操作來完成点阵屏显示的功能。本设计通过使用SOPCBuilder定制一个包含“cpu、onchipram>pio”的NiosII系统,从而完成处理器硬件开发。然后，使用NiosIIIDE编写应用程序，采取C语言编程，编译完成软件开发。然后运行ModelSim进行仿真，最示用Quar-tusII为FPGA映射管脚，编译、下载在EPCS存储器，完成NiosII系统的整个开发过程。皋于NiosII软核的构架框图如图2所示。2.2外围电路设计设计中点阵采用1088BS点阵模块，行列线各有8根，其内部结构图如图3所示。对应的行为高电平控制，列为低电平控制。由于LED点阵屏工作需要较大电流，而处理器的引脚输出电流有限，故需要增加电流驱动设备。设计中，点阵屏的行列驱动器采用74HC573芯片来驱动，74HC573包含八进制3态非反转透明锁存器，与标准CMOS输出兼容。3SOPC控制平台的软件设计系统软件设计采用C语言编程，由主程序、UART接收程序、点阵扫描程序组成。默认状态下，点阵屏显示预设的字符。当处理器接收计算机通过CART发来的字符数据，更新点阵屏显示的内容。4结语该点阵控制系统是基于Altera公司的FPGA芯片EP2C8Q208C8N开发的，通过搭载NiosII软核处理器，把FPGA芯片构建成一款通用型嵌入式处理器，具有功能强，硬件资源占用少，开发周期短、灵活高效易于扩展的特点，随着电子系统的发展，SOPC技术将得到广阔的应用。参考文献[1]李兰英，李霄岩•基于NiosII的SOPC多处理器系统设计方法[J]・单片机与嵌入式系统应用，2007(3)：18-21.[2]李颖宏，赵俊桃•基于SoPC的嵌入式语音处理系统的设计与实现[J]•现代电子技术,2009,32(2)：33-35.[3]李耀，崔燕•皋于NIOSII的导航系统平台的设计[J]•微计算机信息,2006,22(6)：108-110.[4]谭浩强・C程序设计[M]・北京：清华大学出版社，1999.[5]周立功.SOPC嵌入式系统基础教程[M]・北京：北京航空航天大学出版社，2006.