LED大屏幕显示校正系数配置系统
摘 要：为了能够准确、有效的实现LED大屏幕显示控制系统中使用的校正系数的写入与读出功能，开发了LED大屏幕显示校正系数配置系统，如USB接口、FPGA等。本文主要针对基于USB接口与FPGA(含有可编辑元件的半导体设备)的LED大屏幕显示校正系数配置系统的硬件电路设计与软件程序设计进行深入的研究。
关键词：LED大屏幕显示;USB接口;校正系数;配置系统
LED大屏幕显示设备以晶体二极管为原材料，广泛应用于现代的各种大型公共场所，如游乐园、酒店、商场等。LED大屏幕显示校正系数配置系统功能的实现主要应用USB接口与FPGA(Field Programmable Gate Array)，再配合具有存储芯片功能的Flash，将LED使用的校正系数存储在扫描接收卡当中[1]。
一、LED大屏幕显示校正系数配置系统硬件电路设计
(一)硬件电路系统的构成
硬件电路系统主要是由稳压电路、具有高速缓存功能的USB接口与具有可编辑元件的半导体设备的FPGA主控三个部分构成。硬件电路系统的工作流程为：计算机、USB接口、USB接口控制部分、稳压电路、Slave FIFO、FPGA主控部分、SPI、Flash。
(二)硬件电路系统的设计
硬件电路系统的.设计主要分为两部分，一是USB接口控制芯片的选择，二是FPGA主控芯片的选择。USB接口控制芯片的作用主要是将USB设备与计算机端连接，实现LED数据信息的传输。LED大屏幕显示校正配置系统USB接口控制芯片主要选择美国赛普拉斯半导体公司(Cypress)，具有8051兼容的CPU与指令系统的EZ-USB FX2LP系列低功耗版本单片机CY7C68013A，该芯片是目前世界上性能最好、集成度最高、耗能量最小的集成USB2.0协议的微控制器。FPGA主控芯片的作用是将USB接口控制芯片与具有存储芯片功能的Flash连接，实现USB与Flash之间的数据信息的传输与控制。LED大屏幕显示校正配置系统FPGA主控芯片主要选择全球领先的可编程逻辑完整解决方案供应商赛灵思(Xilinx)企业，具有较高安全功能的Spartan3AN平台一系列FPGA芯片产品中的性能最好的XC3S50AN作为FPGA主控芯片，该芯片具有安全系数高、耗能量低等优势[2]。
(三)硬件电路系统数据传输接口的设计
硬件电路系统数据传输接口的设计主要分为FPGA接口与串行的存储芯片Flash的接口设计和USB控制芯片与FPGA接口设计两部分。在FPGA接口与串行的存储芯片Flash的接口设计中，串行的存储芯片Flash通常采用具有兼容性质的SPI接口，确保数据信息传输的高效性与准确性。
在USB控制芯片与FPGA接口设计中，由于USB接口控制部分与FPGA主控部分是由Slave FIFO接口连接的，实现对USB控制芯片与FPGA主控芯片内部数据信息的写入与读出功能，因此，USB控制芯片与FPGA接口设计要采用具有Slave FIFO接口性能的设备[3]。
二、LED大屏幕显示校正系数配置系统软件程序设计
LED大屏幕显示校正系数配置系统的软件程序设计主要分为三个部分，即计算机端用户程序设计、USB固件程序设计以及FPGA控制程序设计。
(一)计算机端用户程序设计
在计算机端用户程序设计中，主要采用了美国赛普拉斯半导体公司关于USB芯片控制程序，在VS(Microsoft Visual Studio)完整开发工具集的环境下实现计算机端用户程序。计算机端用户程序主要分为三个部分，一是检测配置系统，其功能是对计算机与USB接口进行测试;二是对LED大屏幕显示校正系数控制，其功能是对LED大屏幕显示校正系数进行准确、有效的写入与读出;三是数据信息的显示功能，通过将LED大屏幕显示校正系数写入与读出具有存储芯片功能的Flash上，然后在计算机中显示出来[4]。
(二)USB固件程序设计
USB固件程序是LED大屏幕显示校正系数配置系统运行的核心部分。USB固件程序设计主要涉及以下内容：一是USB控制芯片的初始化状态;二是USB固件程序开始枚举设备;三是USB固件程序重新枚举设备;四是USB数据信息接收设备;五是USB数据信息发送设备;六是USB与计算机端连接设备。
(三)FPGA控制程序设计
FPGA控制程序设计主要实现以下功能：一是将存储芯片Flash上的LED校正系数数据信息读出来;二是将存储芯片Flash上的数据信息进行清除，可以将存储芯片Flash上所有数据信息采用整体清除方式，也可以采用部分清除方式;三是将校正后的LED系数数据信息写入到已清除的存储芯片Flash上[5]。
三、结束语
LED大屏幕显示校正系数配置系统主要采用USB接口设备与FPGA半导体设备。通过对LED大屏幕显示校正系数配置系统深入分析，有利于该系统能够准确、有效的写入与读出LED大屏幕显示校正系数数据信息，同时，对LED大屏幕显示校正系数配置系统的维修起到积极的作用。
参考文献：
[1]宋超，王瑞光，冯英翘.LED大屏幕显示校正系数配置系统[J].液晶与显示(下旬刊)，2013(02)：131-122.
[2]严雪飞，李世浩，张佳艺.LED显示屏灰度控制关键技术的分析研究[J].太原理工大学学报(社会科学版)，2013(10)：155-157.
[3]岳明晶，陈宇，郑喜凤.LED大屏幕显屏灰度等级检测技术研究[J].电子科学技术研究(上旬刊)，2010(03)：123-124.
[4]黄晓燕，王瑞光，李涨青.基于FPGA的LED异步显示模块设计[J].内蒙古大学学报(自然科学版)，2012(06)：144-145.
[5]王传凯，周永清，邓意成.LED大屏幕同步显示系统硬件设计及实现[J].大连理工大学学报(哲学社会科学版)，2009(07)：132-133.
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