基于FPGA的LCD显示远程更新的设计方案及原理图

间。

支持特殊路段重点显示

支持用户根据需要重点查看某路段。

二 设计模型

2.1 应用场景

智能交通提示最重要的应用场合就是城市公路系统。比如在一个路段的十字路口，在正常情况下司机会按照即定的路线行走。但如果有一个LCD显示牌，提前告知司机四条路段的路况信息，比如某路段有临时交通管制，禁止车辆通行，这时司机就可以提前避开，绕路而行，这样就可以为司机节省大量的时间及不必要的往返路途。也能起到减少能源的消耗，汽车尾气的排放等。再比如，如果有LCD显示牌能提前提示某一路段有堵车现象。司机们就可以提前绕开堵车路段，避免堵车越来越严重的情况，减轻堵车的程度，使道路更加的流畅。

对于即将要发生的因修路等需禁止通行的路段，LCD的远程更新系统也可以通过按键操作重点提示。有四个按键对应着十字路口的四个方向，当有某个键被按下时，LCD显示远程更新系统就中断正常的循环显示，直接跳转到对应路段的信息显示一段时间后回正常循环显示模式。

图1功能演示图

2.2结构和系统模型

（1）基本结构图

要显示的内容通过TCP/IP进行传输与更新，没有了距离的限制，可以在远程实现更新。需要更新的LCD显示内容共有四部分组成，在一段时间内LCD只能显示其中的一个部分,并循环进行显示。由Nexys3开发板上的四个按键控制跳转。Nexys3 FPGA开发板通过RJ45口接收到信号后，PHY模块对IP包进行拆分，恢复成原始信号。由 MicroBlaze 软核存入Cellular RAM中，并按照顺序在LCD上进行分段显示。当MicroBlaze 检测到有按键按下时，MicroBlaze软核处理器响应中断，并进行中断处理，显示相应按键对应的部分信息，一段时间后，返回中断前的状态。

图2 基本图

（2）MicroBlaze结构图

Ethernet MAC 接收计算机发送的数据后拆分IP包,然后送入MicroBlaze处理,由MultriProt Memory Controller控制存入 Local Memory中,然后按照顺序进行循环显示,显示时间由 Timer/PWM控制,当有按键按下时,通过GPIO传送入MicroBlaze软核,由 Interrupt Controller 控制进行中断,将当前信息存入堆栈,后跳转到按键指定处进行显示Timer/PWM控制显示一段时间后,返回中断前的状态继续正常循环显示.Customer Coprosser协助 MicroBlaze处理数据.

（4）以太网模块图

图4 以太网结构图

Nexys3基本系统生成器（BSB）支持包自动生成一个测试应用程序的以太网MAC。ISE的设计可以使用IP内核发生器用向导来创建一个以太网MAC控制器IP核。如果COL此信号置位时表示碰撞条件的检测MLL模式。在MLL模式中：

1.传输数据时的控制信号为TXCLK,当TXCLK为上升沿时控制器同步传输数据，TXEN为高电平时表明此时控制器传输的数据是有效的，若TXER为高电平时，说明传输检测到错误。

2.接受数据时，在RXCLK为上升沿时RXD[3:0]开始接受数据。控制信号RXCLK为上升沿接收数据时，接受信号RXDV为高电平。如果RXER为高电平时说接受检测到错误。

MDIO信号是表明串行管理接口的数据输入/输出，MDC是串行管理接口的时钟信号

（3） LCD模块的结构图

图5 LCD模块结构图

为尽可能减少针脚数从而达到管脚复用的目的，FPGA通过四位数据线接口控制LCD，由于在初始化之后，所有的数据和命令都以8位传送，故每8位命令被分成2个四位即高4位和低4位，先传高4位，后传低4位，其间间隔只是1us。数据线上的四个390Ω电阻是用来防止管脚超载起到保护的作用。下图是LCD的初始化流程图

（5）按键模块

图6 按键模块图

系统完成初始化后，Spartan-6 FPGA的C4,D9,A8,C9管脚都是低电平，当有一个按键按下时，对应的管脚会变成3.3V高电平，按键扫描程序检测出高电平后跳转到相应的中断地址，执行中断程序。

(6)存储器模块

图7 存储器模块

本设计使用Nexys3 SPARTAN6开发板上的存储资源Cellular RAM 作为存储器，采用同步模式进行传输，时钟信号CLK低电平时有效。 在读模式时，写使能引脚WE为高电平，ADV,CRE,CE,OE,LB,UB为低电平，地址信号从ADDR[25:0]输入，保存的数据从DQ[15:0]输出；在写模式时，WE,ADV,CRE,CE,LB,UB为低电平状态，OE可以为任何状态。地址信号从ADDR[25:0]输入，需要存储的数据从DQ[15:0]端输入。

2.3流程图

（1）系统流程图

系统流程图是描述了系统整个的工作流程。由于远程更新LCD，所以要用到以太网的传输，具体就是要使用TCP/IP协议，FT