彩色LED显示屏的设计与实现[2]

　　理论上讲，8场即可显示出256级灰度，然而通过表2可看出，即使数据为FFH时，在8T时间内也只是点亮了255T/128时间.关断时间可接近6T，点亮时间仅为总时间的约25%.因此，8场原理虽也能实现256级灰度显示，但亮度损失太大.为了提高亮度，可采用“19场原理”，即8位数据分19场显示完，其中D7位数据连续显示8场，D6位连续显示4场，依次递减.表3列出了19场显示时各位的点亮与关断时间。

　　4　FPGA内部电路设计

　　FPGA内部电路如图4所示.因为被控对象为1/8扫描显示电路，所以显示屏每8 行只需要一路数据信号.DRout1、DGout1、DBout1即为第一个8行的红、绿、蓝基色输出信号;DRout2、DGout2、DBout2为第2个8行的红、绿、蓝基色输出信号.以此类推.

　　Ha、Hb、Hc的二进制编码，定义当前的数据输出是8行中的哪一行.CP信号为数据串行输出的同步移位脉冲.LE信号为一行串行数据输出结束后的锁存脉冲，每当LE有效一次，Ha、Hb、Hc二进制编码状态增1.EA为灰度控制信号，其宽度为在一个时间单位T内LED的点亮时间.当然，不同的数据位其宽度不同，具体由表3决定.一个时间单位T即一行串行数据的传输时间，也即LE信号的周期，其大小取决于屏宽的像素点数量和CP信号的频率.

　　DRin1～8、DGin1～8、DBin1～8和为红、绿、蓝数据输入信号，分别对应第1个8行点阵区到第8个8行点阵区.CPin为数据输入同步脉冲.R/W 为读写控制信号，高电平时向RAM 中写数据，低电平时从RAM 中读取数据.上述信号均为前级系统提供的信号.CLK为读地址生成电路计数脉冲(外电路提供).[4]

　　FPGA内部程序流程图如图5所示.R/W 为内部RAM 读写状态控制管脚，该管脚为高电平时，内部RAM 为写状态;该管脚为低电平时，内部RAM 为读状态.先判断R/W 是否为1，若为1则外部数据写入内部RAM.若为0则读取内部RAM 中的数据，然后判断一场是否扫描完，若没扫描完则继续扫描;若扫描完，则EA产生相应的灰度信号.接着判断行19场是否扫描完，若没扫描完继续扫描;若扫描完，则行地址加1.再判断8行数据是否扫描完，若没扫描完则继续扫描，若扫描完，则将地址清零重新开始循环扫描.

　　5　结束语

　　采用FPGA可编程逻辑器件实现对数据的转换，然后把数据发送给由MBI5026驱动IC设计的LED显示屏恒流驱动电路，然后以逐位分时控制方式采用“19场原理”能很好地实现对256级灰度LED显示屏的控制。

编辑：妮子