基于FPGA控制的LED汉字滚动显示器设计方案

移位后的新字模。通过8次移位，可将一个汉字移出点阵平面，按类似的道理，也可以将一个汉字经8次移位后移进点阵平面。本例(图2)中，CNT YW为移位时钟的计数值，以WLl～WL8为欲显示汉字的原始字模，L10～L80为移位后从列上送出的8行显示字模信息，LLl～LL8为8个原始字模信息未送出位的暂存信号。设计中需要16个移位时钟，通过前8个时钟将WLl～WL8字模移进LED点阵平面，再经后8个时钟，将汉字又一位一位地移出。移位设计参考文献中有关移位寄存器的设计，分计数值为"0000"和非"0000"两部分处理，对第一行字模的处理为：

其他行可按相同方法处理，具体参见如下的程序：

右移处理方法与上面左移相反，如对第一行可按如下方法处理：

上移时的部分程序按以下思路编制：L10～L70在CNT_YW为初态"0000"时，各信号均赋值X"00"，非初态时，均进行上移一位。即：L10<=L20；L20<=L30；…；L60<=L70；L70<=L80；对于L80，在汉字移进LED过程中即前8个状态各移进一个新行，在移出LED即后8个状态时，都补进X"00"。程序如下：

下移程序可按相反思路去编。

3．4 显示模块DISP设计

显示模块DISP是以CNT_SM为扫描计数器，是对1kHz进行三位循环计数，由前述的时钟计数产生模块产生，WLl～WL8为待送出显示的8个8位字型码，由前述的移位模块YW提供；SW[7．．O]为行扫描输出信号，连接至点阵的8个行；DATA[7．．0]为行扫描时对应的列输出字型码，对外连至点阵的8列。该模块参考文献中数码管动态显示程序进行设计如下：

4 硬件实现

上述各模块分别在QualtusⅡ中通过了仿真验证，最后对整体设计进行了硬件验证。将设计载入KH31001开发板的Cyclone工系列EPlC6Q-240C8FPGA器件中，实验证明汉字滚动显示扫描情况均正常，能够按照预想进行移位显示，这说明。FPGA的内核硬件工作良好，可以正确地实现所要求的设计功能。

5 系统扩展

本文是针对8×8点阵设计，故每次取8个字形码，如果是16×16点阵，将RONZI中存储的字形码改为16位，数据线改为16位，一个汉字需要16个16位的字形码，数据分配模块MUX、移位模块YW、显示模块DISP，均要将输入输出数据中的原来的8位改成相应的16位。扫描及取字型码计数器CNT_SM应改为CNT计数器的低4位。一个16×16点阵汉字的移进移出共需32个状态。由5位的计数器提供。如用CNT[16．．0]中的14～10位作为该计数器，这可在时钟计数器产生单元CLK_GE中应做相应修改，字计数器CNT WORD按照每取16个字进行加1统计。显示DISP部分的译码器要由3-8译码改为4-16译码。显示的汉字信息越多，ROM的地址线位数越多，字计数器CNT_WORD应在时钟计数器产生单元GE_CLK中，将相应的计数器位数扩展，由CNT计数器的最高位到位15来承担。若还是8个汉字，计数器应为CNT[17．．O]，CNT[17．．15]为字计数器；若为16个汉字，计数器应为CNT[18．．O]，CNT[18．．15]为字计数器，…，依次类推。

6 结语

本文在KH31001开发板上实现了基于Altera公司的Cyclone I系列FPGA器件EPlC6Q240C8硬件及VHDL硬件描述语言设计的LED点阵汉字滚动显示，能在8×8点阵上滚动显示"元旦生日开心快乐"8个汉字。文中从LED点阵显示汉字的原理阐述出发，给出了点阵汉字滚动显示控制器的原理图，部分模块的VHDL源程序及时序仿真图，并能由按键选择其滚动方式：左移、右移、上移、下移等，给出了系统扩展成16×16点阵汉字滚动的改动思路。从文中描述的系统扩展方案中看出，当系统显示字符个数变化时，只需对控制逻辑和连接关系做适当的修改，再将修改完成的程序下载到器件即可，显然，系统的维护和修改是极其方便和容易的，本文对同类设计也具有一定的参考价值。