全彩LED显示屏控制系统的研究

论文摘要

随着LED显示系统应用的深入,用户对显示效果、显示内容、显示方式和运行环境提出了不同程度的需求,对系统的安全性、容错性、稳定性和性价比等也有较高要求。采用传统单片机控制的LED显示屏,因其性能、运算速度、运行环境、编程方法等都受到了极大的制约,已经不能满足LED显示屏发展的需要。近年来,随着软硬件资源的成熟与完善,嵌入式系统在越来越多的领域内都得到了广泛的应用,各种相关的嵌入式产品纷纷涌现。目前,以ARM处理器为核心的嵌入式控制已经应用到越来越多的LED显示系统中。并在提高显示质量,增强显示功能等方面取得了很好的效果。本文以全彩LED显示屏的控制系统为研究重点,结合了经济、实用、可行、高效的软硬件处理方法,设计并开发了基于ARM嵌入式系统的全彩LED显示屏控制系统。根据全彩LED显示屏控制系统功能需要,设计和实现了系统硬件、底层操作系统和应用软件的主要功能;在应用软件的开发中,详细介绍了BMP、JPEG等图像格式的编、解码操作,以及解码后的显示过程,并探讨了图像的256级灰度显示;在应用软件的调试方面,主要介绍了启动程序的下载以及和PC机的连机调试方法。本文所研究的基于ARM嵌入式全彩LED显示屏控制系统,得到了重庆市科委科技攻关重点项目的资助,使论文的研究工作能顺利完成,并将研究的方法和设计的控制系统应用到实际产品中,极大地提高了全彩LED显示屏的显示效果和整体性能。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 LED 显示屏
• 1.2.1 国内外现状
• 1.2.2 LED 显示技术特点
• 1.3 LED 显示控制
• 1.3.1 ARM 嵌入式技术
• 1.3.2 LED 显示屏控制系统的组成
• 1.4 论文主要完成的工作
• 2 LED 显示屏控制系统
• 2.1 ARM 处理器
• 2.2 CPLD
• 2.3 系统结构和配置
• 3 控制系统软硬件环境
• 3.1 S3C44B0X
• 3.1.1 S3C44B0X 简介
• 3.1.2 内部结构
• 3.1.3 管脚结构
• 3.2 FLASH 存储器
• 3.2.1 Flash 存储器
• 3.2.2 SST39LF160 编程操作
• 3.2.3 SST39LF160 接口电路
• 3.3 SDRAM
• 3.3.1 SDRAM 特性与结构
• 3.3.2 SDRAM 内部操作及接口电路
• 3.4 JTAG 调试模块
• 3.4.1 JTAG 接口简介
• 3.4.2 JTAG 接口应用
• 3.5 DMA 控制器
• 3.6 串口通信
• 3.6.1 异步通信及其协议
• 3.6.2 MAX232 模块
• 3.6.3 ARM 的串口通信
• 3.7 CF 卡
• 3.7.1 CF 卡结构
• 3.7.2 CF 卡软件流程
• 3.8 网络
• 3.8.1 TCP 协议
• 3.8.2 IP 协议
• 3.8.3 ARP 和ICMP 协议
• 3.9 CPLD 控制器
• 3.9.1 CPLD
• 3.9.2 控制器及工作原理
• 3.9.3 程序数据流程
• 4 应用程序
• 4.1 BMP 格式图像解码
• 4.1.1 BMP 图像格式
• 4.1.2 BMP 图像解码
• 4.2 JPEG 图像解码
• 4.2.1 JPEG 格式图像编码
• 4.2.2 JPEG 解码概述
• 4.2.3 JPEG 详细解码过程
• 4.3 图像的显示
• 4.4 256 级灰度显示
• 4.4.1 LED 灰度
• 4.4.2 灰度显示
• 4.4.3 实现方法（以全彩显示屏为例）
• 4.4.4 256 级灰度实现
• 5 软件开发与调试
• 5.1 获取需求
• 5.2 需求分析
• 5.3 软件设计及编码
• 5.3.1 软件结构设计
• 5.3.2 软件编码
• 5.4 连机调试
• 5.4.1 BOOT（启动程序）程序下载
• 5.4.2 应用程序下载及调试
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：在校期间发表的论文