基于GPRS和CPLD的LED大屏幕显示系统的研究

论文摘要

LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。相比于其他显示媒介,LED显示屏以其使用寿命长、发光亮度高、可视角度大、组态灵活、色彩丰富等优点,广泛应用于广告媒体、信息发布、装饰照明等多个领域,向人们传递着大量信息,给人们带来耳目一新的感觉。随着应用领域要求的拓宽,部分系统对LED显示屏在数据传送方式、显示刷新方式和刷新速度上提出了更高的要求,这使得早期那些微控制器处理速度慢,数据传输速率低、距离近、可靠性差,静态显示扫描速度低的系统不得不加以改进,从而满足新的要求。通过分析显示系统对微控制芯片、通信方式及扫描电路等方面的性能实际要求,本文设计并实现了基于GPRS和CPLD的LED大屏幕显示系统。系统采用基于XScale内核的PXA270处理器作为微控制芯片,负责从上位机和手机接收显示屏数据信息,并进行解析与存储;用户可以通过上位机使用以太网与显示控制卡进行数据传输;此外,系统还配备有GPRS/GSM模块,用户可以随时随地通过手机修改显示信息,增强了系统的人性化设计;采用可编程逻辑器件CPLD所构成的扫描控制电路对显示屏进行动态分区扫描,刷新显示内容;采用光敏电阻采集外界环境光线的强度数据,从而根据光强对显示屏的亮度做出调整。实验结果显示,系统微控制器处理速度快;以太网数据传输速率高、距离远、可靠性好;GPRS通信方式抗干扰能力强,便于用户修改显示信息;扫描控制电路简单,刷新频率高;可以显示各种不同大小不同字体的文字及图片,并能根据外界光线强度自动调整显示屏亮度,节省电能、降低功耗,并能达到良好的显示效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究概况及发展趋势
• 1.2.1 LED 显示屏的国外研究概况
• 1.2.2 LED 显示屏的国内研究概况
• 1.2.3 LED 显示屏的发展趋势
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 章节安排
• 第二章 系统总体结构设计
• 2.1 系统硬件总体设计
• 2.1.1 PC 机
• 2.1.2 手机
• 2.1.3 显示控制卡
• 2.1.4 LED 显示屏
• 2.2 系统软件总体设计
• 2.3 本章小结
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 PXA270 简介
• 3.2 电源系统设计
• 3.3 存储模块设计
• 3.3.1 FLASH 存储器模块
• 3.3.2 SDRAM 存储器模块
• 3.4 通信模块设计
• 3.4.1 串口通信模块
• 3.4.2 以太网通信模块
• 3.4.3 GPRS/GSM 通信模块
• 3.5 动态扫描控制模块设计
• 3.5.1 电源电路
• 3.5.2 JTAG 下载电路
• 3.5.3 时钟电路
• 3.5.4 LED 显示屏控制电路
• 3.6 传感器模块设计
• 3.6.1 温度传感器
• 3.6.2 光传感器
• 3.7 本章小结
• 第四章 嵌入式系统软件平台的构建
• 4.1 Bootloader 移植
• 4.1.1 Bootloader 简介
• 4.1.2 U-Boot 修改与编译
• 4.2 Linux 内核移植
• 4.2.1 嵌入式Linux 简介
• 4.2.2 Linux 内核配置及编译
• 4.3 文件系统下载
• 4.3.1 文件系统简介
• 4.3.2 文件系统的构建
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统软件设计
• 5.1 网络通信模块
• 5.1.1 socket 简介
• 5.1.2 数据结构及基本函数定义
• 5.1.3 设计实现
• 5.2 GPRS/GSM 通信模块
• 5.2.1 AT 指令简介
• 5.2.2 数据编解码
• 5.2.3 串口操作
• 5.2.4 设计实现
• 5.3 动态扫描控制模块
• 5.3.1 动态扫描控制流程
• 5.3.2 设计实现
• 5.4 本章小结
• 第六章 系统测试及运行结果
• 6.1 硬件测试
• 6.2 软件测试及运行结果
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间发表的论文
• 详细摘要