基于ARM和FPGA的LED智能玻璃顯示系統(tǒng)研究
本文選題:LED智能玻璃 切入點(diǎn):MCU控制器 出處:《大連海事大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,LED顯示憑借著自身的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用在各個(gè)場(chǎng)所,成為信息傳播、廣告宣傳最為常見(jiàn)的顯示媒體。LED智能玻璃顯示屏作為新型的顯示材料出現(xiàn)在人們眼前,其不僅具有傳統(tǒng)LED的顯示特性,還擁有建筑特性。我國(guó)LED智能玻璃的顯示技術(shù)正處于研究階段。本文是在對(duì)LED智能玻璃以及LED顯示技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種全彩色LED智能玻璃顯示方案,開(kāi)發(fā)了一種基于ARM和FPGA的LED智能玻璃顯示系統(tǒng)。顯示系統(tǒng)主要由五部分組成:視頻生成系統(tǒng)、坐標(biāo)映射系統(tǒng)、MCU控制器、傳輸系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。視頻生成系統(tǒng)主要是根據(jù)要顯示LED智能玻璃的分辨率來(lái)制作與其對(duì)應(yīng)分辨率的視頻,并將該視頻源通過(guò)DVI線輸入到MCU控制器中。坐標(biāo)映射系統(tǒng)用來(lái)繪制掃描方式,掃描方式的作用是根據(jù)所需要的視頻分辨率建立一個(gè)二維坐標(biāo)空間,配置每個(gè)像素點(diǎn)的端口坐標(biāo),掃描方式的改變則對(duì)應(yīng)著像素點(diǎn)的坐標(biāo)變換。MCU控制器通過(guò)DVI線接收視頻生成系統(tǒng)提供的的視頻源,經(jīng)過(guò)DVI解碼電路將視頻源信號(hào)解碼為R、G、B像素?cái)?shù)據(jù),并將其送入視頻處理單元進(jìn)行處理,對(duì)視頻處理單元中FPGA芯片的內(nèi)部功能以模塊化的方式進(jìn)行了設(shè)計(jì),完成了如下功能:視頻源的截取、SRAM的寫(xiě)地址產(chǎn)生、讀寫(xiě)SRAM的控制、伽馬反校正的實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換的控制。ARM通過(guò)USB接口接收坐標(biāo)映射系統(tǒng)繪制的LED掃描方式,來(lái)控制FPGA外部SRAM存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)讀取。傳輸系統(tǒng)將接收MCU控制器處理后的視頻數(shù)據(jù),并傳送給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。最終由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)LED智能玻璃顯示。本文闡述了設(shè)計(jì)過(guò)程中的圖像分割原理,"乒乓操作"原理,灰度級(jí)控制原理,驅(qū)動(dòng)原理等,對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì),并對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行了仿真測(cè)試,最終在仿真的基礎(chǔ)上完成了系統(tǒng)調(diào)試和開(kāi)發(fā)。實(shí)現(xiàn)了 LED智能玻璃顯示屏遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)顯示上位機(jī)視頻圖像。
[Abstract]:With the development of science and technology, LED display is widely used in various places by virtue of its own advantages, so it becomes information dissemination. The most common display media, .LED smart glass display screen, which is the most common advertisement, appears in front of people as a new type of display material.It not only has the display characteristic of the traditional LED, but also has the building characteristic.The display technology of LED intelligent glass in China is in the research stage.Based on the research of LED intelligent glass and LED display technology, a full color LED intelligent glass display scheme is designed in this paper, and a LED intelligent glass display system based on ARM and FPGA is developed.The display system consists of five parts: video generating system, coordinate mapping system, MCU controller, transmission system and driving system.The video generation system is mainly based on the resolution of the LED intelligent glass to make the corresponding video resolution, and the video source is input into the MCU controller through the DVI line.The coordinate mapping system is used to draw the scanning mode. The scanning method is to create a two-dimensional coordinate space based on the desired video resolution, and configure the port coordinates of each pixel.The change of scanning mode corresponds to the coordinate transformation of pixels. The MCU controller receives the video source provided by the video generation system through the DVI line, and decodes the video source signal into the RGG B pixel data through the DVI decoding circuit.The internal functions of the FPGA chip in the video processing unit are designed in a modular manner. The following functions are accomplished: the capture of the video source generates the write address of the SRAM, and the control of reading and writing SRAM.The realization of gamma-ray inverse correction and the control of data interface conversion. Arm receives the LED scanning mode drawn by coordinate mapping system through USB interface to control the data reading of FPGA external SRAM memory.The transmission system will receive the video data processed by the MCU controller and transmit it to the driver system.Finally, the drive system drives the LED intelligent glass display.In this paper, the principles of image segmentation, ping-pong operation, gray-scale control and driving are described. The modules of the system are designed, and each module is simulated and tested.Finally, the system debugging and development are completed on the basis of simulation.The LED intelligent glass display screen can display the video image of the host computer at long distance.
【學(xué)位授予單位】:大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TN873
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本文編號(hào):1710614
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