1、信息工程學(xué)院課程設(shè)計報告書題目: 基于TMS320VC5402的LED顯示系統(tǒng)設(shè)計專 業(yè)：電氣工程及其自動化 班 級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2010年 9 月 25 日 信息工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書學(xué) 號 學(xué)生姓名 專業(yè)（班級）電氣工程及其自動化設(shè)計題目基于TMS320VC5402的LED顯示系統(tǒng)設(shè)計存儲器電路設(shè)計技術(shù)參數(shù)芯片：TMS320VC5402工作電壓：3. 3 V,1.8V可耐5 V輸入,輸出電壓：3. 3 V采用8 位并行EPROM引導(dǎo)方式外部提供5V電源設(shè)計要求（1）繪制系統(tǒng)框圖(VISIO)，采用C5402+單片機方案；（2）包括電源設(shè)計、復(fù)位電路設(shè)計、時鐘電路設(shè)計

2、、存儲器設(shè)計、JTAG接口設(shè)計等，用Protel軟件繪制原理圖和PCB圖；（3）實現(xiàn)DSP與PC通信、DSP與單片機通信；（4）給出程序流程圖，編寫部分程序；（5）參考文獻、論文格式規(guī)范。工作量 5000至8000字工作計劃一個月的設(shè)計時間，前十天了解實驗內(nèi)容，搜索信息，學(xué)習(xí)相關(guān)知識；再十天著手做設(shè)計，熟練protel軟件和visio，進一步學(xué)習(xí)設(shè)計相關(guān)的知識；后十天將所做設(shè)計進行整理，修改，查漏補缺。參考資料1.戴明楨，周建江.TMS320C54xDXP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用2.張辛，魏金成，基于TMS320C54X的接口技術(shù)與研究J3.李哲英,駱麗,劉元盛. DSP 基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)4.那彥.

3、電子及通信專業(yè)畢業(yè)設(shè)計寶典5.柯建偉 DSP主機接口和PC機并行接口的接口電路的設(shè)計6.王念旭DSP基礎(chǔ)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)教師簽字教研室主任簽字 2010年9月25 日 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 專業(yè)（班級）： 電氣工程 課程設(shè)計題目： 基于TMS320VC5402的LED顯示系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)教師評語： 成績： 指導(dǎo)教師： 年 月 日信息工程學(xué)院課程設(shè)計成績評定表摘要:文章介紹了一種以TMS320VC5402 DSP為控制核心的LED顯示屏設(shè)計方案,采用DSP 和單片機分別處理顯示效果和顯示刷新,使用DSP HPI 接口實現(xiàn)的與PC主機快速并行通訊,其顯示效果靈活多樣、數(shù)據(jù)傳輸速度快、顯示刷新率高，已成

4、功的應(yīng)用于實踐中。要解決好LED顯示屏與pc機的通信問題,傳統(tǒng)菜用單片機下位機控制顯示屏。由于單片機時鐘頻率較低，處理能力有限無法滿足大量數(shù)據(jù)的處理要求。關(guān)鍵詞： TMS320C54x LED顯示 DSP HPIAbstract:This chapter introduces a LED screen design.The core of this control system is TMS320VC5402 DSP,which has an excellence processing performance.This design use double ports RAM to commun

5、icate with MCU,and use the DSPs HPI interface to communicate with PC.This design had been used in practice with in flexible display effect and high transfers speed.To resolve the problem of the communication of LED displaywith the pc machine,traditional dishes with the lower position control the MCU

6、 display. As the MCU clock frequency is low, the limited processing capacity can not meet with large amounts of data processing requirements.Keywords: TMS320C54x LED screen DSP HPI目 錄1 引言12 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)22.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)22.2 DSP與單片機的通訊22.3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)23 軟件設(shè)計24 詳細設(shè)計34.1電源設(shè)計34.2復(fù)位電路設(shè)計34.3時鐘電路設(shè)計34.4 JTAG接口設(shè)計35總結(jié)4參考文獻12

7、1引言對較大尺寸LED 顯示系統(tǒng)來說, 由于數(shù)據(jù)量大,設(shè)計時有幾個關(guān)鍵的因素需要很好的解決：顯示刷新速度,刷新速度跟不上, 會造成畫面晃動和閃爍； 為了取得較好的顯示效果,LED 顯示屏的顯示方式要多樣和靈活, 要能根據(jù)需要采取不同的顯示效果。要解決好LED 顯示屏與PC機的通信問題,傳統(tǒng)設(shè)計有兩種方案：采用單片機作下位機控制顯示屏,采用PC 傳送顯示數(shù)據(jù)至下位機中,由于單片機的時鐘頻率較低,處理能力有限,無法滿足大量數(shù)據(jù)處理需要,如采用多片單片機方案,則電路復(fù)雜,成本高；用PC 機直接經(jīng)專用擴展卡驅(qū)動LED 屏,顯示數(shù)據(jù)的處理和效果由PC 機通過軟件來解決, 但這種方案1-5 顯示屏不能脫機

8、工作。本文提出了一種采用TI公司TMS320VC5402DSP作為主控芯片的LED顯示屏解決方案,較好地解決了以上問題,電路結(jié)構(gòu)簡單,采用高速DSP完成圖像顯示效果處理,顯示方式和效果靈活多樣,用一片單片機完成顯示刷新,顯示刷新率高,采用DSP的HPI接口與PC通訊,其數(shù)據(jù)傳輸速率高,LED屏能脫機。2硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)下圖所示為LED顯示系統(tǒng)組成框圖， 采用TMS32OVC5402DSP作為電路的控制核心，SRAM是DSP 的擴展數(shù)據(jù)存儲器，F(xiàn)LASH ROM 存儲DSP 的程序和保存顯示數(shù)據(jù)， 實現(xiàn)掉電顯示數(shù)據(jù)保存。TMS32OVC5402DSP通過主機通信端口HPI與PC機

9、并口通訊，完成數(shù)據(jù)存儲、動畫處理、循環(huán)顯示等功能，PC 機僅完成畫面數(shù)據(jù)的形成和傳送， 之后便可關(guān)機。 LED顯示屏硬件系統(tǒng)組成框圖單片機89C51與相應(yīng)的行列驅(qū)動電路， 構(gòu)成LED屏掃描顯示電路，完成顯示畫面的刷新。DSP與單片機之間的通訊由雙端口RAM IDT7134來完成。工作過程：PC機通過并行接口與DSP 的HPI端口通訊，將所需要顯示的圖像或文字數(shù)據(jù)發(fā)送到DSP中，DSP 將顯示信息存儲到FLASH ROM中,并進行動畫、循環(huán)顯示等顯示效果處理，將所要顯示的當(dāng)前幀圖像送至雙端口RAM 中，由89C51 單片機從雙端口RAM 中讀出顯示內(nèi)容，經(jīng)顯示驅(qū)動電路驅(qū)動LED屏顯示。2.2 D

10、SP與單片機的通訊 在此顯示系統(tǒng)中DSP與單片機并行工作，相互不影響DSP 與單片機之間通訊采用了IDT公司的雙端口RAM芯片IDT7134 來完成通訊。IDT7134 是一種高速4K*8bit CMOS 雙端口靜態(tài)RAM它提供了兩個帶有自身控制、地址和I/O引腳的獨立端口,可獨立地讀寫存儲器中的任何單元。其一個端口的使用和普通靜態(tài)RAM基本相同。DSP與單片機通訊電路原理圖，TMS32OVC5402DSP與IDT7134 的左端口相連接!IDT7134 作為DSP擴展數(shù)據(jù)存儲器! 其地址為4000H-4FFFH與IDT7134 的右端口相連接，IDT7134 作為單片機擴展數(shù)據(jù)存儲器!其地址

11、為0000H-0FFFH和單片機可以同時對IDT7134的任一單元進行讀寫。 LED 屏工作時DSP將處理好的當(dāng)前幀數(shù)據(jù)寫入雙端口RAM 中， 單片機按掃描次序，從雙端口RAM中讀出相應(yīng)單元數(shù)據(jù)，經(jīng)顯示驅(qū)動電路輸出顯示。2.3顯示刷新電路顯示刷新電路由89C51 單片機擔(dān)任,為保證較高的顯示刷新速率,外接24MHz晶振。 顯示驅(qū)動芯片采用TI公司的TLC5921,TLC5921是16 位移位寄存器,串入并出,帶鎖存、使能和恒流驅(qū)動功能。多片TLC5921 串聯(lián)，構(gòu)成列驅(qū)動電路。顯示數(shù)據(jù)由89C51通過串口送至TLC5921中。單片機外接24MHz 晶振時， 其單周期指令執(zhí)行時間是500ns顯示

12、屏采用1/16動態(tài)掃描,發(fā)光二極管亮滅顯示占空比可用軟件調(diào)節(jié)，以選取合適亮度!提高發(fā)光二極管的使用壽命。 我們制作的雙色顯示屏， 共24576個像素! 面積約1平方米每屏3072 個字節(jié)畫面數(shù)據(jù)，刷新一遍共需執(zhí)行27648條指令， 刷新時間為13.8ns，每秒約刷新畫面72次，可見其刷新速度很高。3 軟件設(shè)計整個系統(tǒng)的軟件包括3 個部分：DSP程序、單片機程序、PC機上的用戶操作界面。用戶操作界面程序采用UC開發(fā)，主要提供顯示內(nèi)容輸入（文字或圖像）、顯示方式控制、顯示屏亮度控制等功能： 單片機程序完成顯示掃描功能。下面主要介紹：DSP的軟件設(shè)計。TMS32OVC5402DSP 是整個顯示屏的控

13、制核心，它主要完成下述功能：與PC主機通訊，畫面數(shù)據(jù)的接收和存儲；屏幕畫面的動態(tài)處理和各屏畫面的循環(huán)顯示；畫面停留時間和移動速度的控制；其主程序流程圖如圖所示。 DSP主程序流程圖顯示數(shù)據(jù)的接收采用中斷方式實現(xiàn)，即HPI 通訊過程中產(chǎn)生中斷， 將接收的數(shù)據(jù)存入FLASH中。畫面的實時動態(tài)處理即顯示方式以子程序方式編寫,有多少種顯示方式即有多少個顯示子程序。顯示方式具體有畫面左移、上移、開幕、覆蓋、閃爍、直顯等十幾種顯示方式，產(chǎn)生當(dāng)前幀顯示數(shù)據(jù)送至雙端口RAM中。TMS32OVC5402DSP有快速的指令周期，優(yōu)化的乘法等運算指令，其主頻心問題有權(quán)重函數(shù)的形式及參數(shù)估計、權(quán)重函數(shù)的心理學(xué)依據(jù)、權(quán)

14、重函數(shù)的引出方法等。價值函數(shù)和權(quán)重函數(shù)的組合規(guī)則及影響研究，這方面的研究已經(jīng)得到部分學(xué)者的重視。 這些方面的研究成果非常的豐富，使得我們對個人決策過程的認識又向前推進了不少， 也使得前景理論的描述力不斷的提高，應(yīng)用范圍不斷的擴大。當(dāng)然，對前景理論的研究也有一些不盡人意的地方：一是作為一個描述性的模型，前景理論具有描述性模型共有的缺點，和規(guī)范性模型具有嚴格數(shù)學(xué)推導(dǎo)的模型相比，它缺乏嚴格的理論和數(shù)學(xué)推導(dǎo)，只能對人們的行為進行描述，因此前景理論的研究也只能使其描述性越來越好，換句話說它只是說明了人們會怎樣做，而沒有告訴人們應(yīng)該怎樣做。二是目前關(guān)于概率轉(zhuǎn)換函數(shù)的研究非常多，但是卻存在很多問題：研究所得

15、的結(jié)論各不相同，有些甚至是相互矛盾的，這可能是由于大家各自的研究結(jié)論都是從自己的實驗得來，而實驗原理，實驗的設(shè)計，實驗參加者的選擇都將影響到實驗的結(jié)果，因此關(guān)于實驗的規(guī)范化還有待研究。到目前為止，各學(xué)者所提出的概率轉(zhuǎn)換函數(shù)和價值函數(shù)的函數(shù)形式以及估計所得的參數(shù)并沒有充足的解釋力，這嚴重的阻礙了前景理論的應(yīng)用，因此，提出更符合實際的概率轉(zhuǎn)換函數(shù)和價值函數(shù)也是當(dāng)前研究的一項重要課題。 在價值函數(shù)和概率轉(zhuǎn)換函數(shù)的相互作用和影響方面，目前還沒有研究的定論。前景理論中關(guān)于價值函數(shù)和權(quán)重函數(shù)的很多特性受到了不同程度的挑戰(zhàn)， 這里包括價值函數(shù)的形狀（收益區(qū)域的凹性和損失區(qū)域的凸性）、權(quán)重函數(shù)的次可加性和次比

16、率性，面對這些挑戰(zhàn)，前景理論該做如何的修正。三是前景理論的應(yīng)用研究，尤其在我國的應(yīng)用研究還不足，前景理論作為風(fēng)險下決策的描述性模型，其應(yīng)用價值非常大，應(yīng)用范圍也非常廣， 而目前的應(yīng)用研究主要集中在金融市場上，因此應(yīng)用范圍方面還有待拓展。因此，為了充分正確地認識個人決策的過程并完善前景理論!以解釋現(xiàn)有的現(xiàn)象并進一步的為某些政策措施的制定提供科學(xué)的理論依據(jù)以及指導(dǎo)人們的決策!我們還需要對前景理論的方方面面進行更深入更細致的研究。4詳細設(shè)計1電源電路設(shè)計DSP 系統(tǒng)一般都采用多電源系統(tǒng) ,電源及復(fù)位電路的設(shè) 計對 于系 統(tǒng)性 能有重 要影 響 。TM S320F2812 是一個較低功耗芯片 ,核電壓

17、為 1.8V , IO 電壓3.3V .本文采用TI 公司的TPS767D318 電源芯片.該芯片屬于線性降壓型 DC/ DC 變換芯片 ,可 以 由5V電 源 同 時 產(chǎn) 生 兩 種 不 同 的 電 ( 3.3V 1.8V 或2.5V ) , 其 最 大 輸 出 電 流 為1000mA ,可以同時滿足一片 DSP 芯片和少量外圍電路的供電需。片自帶電源監(jiān)控及復(fù)位管功能 ,可以方便地實現(xiàn)電源及復(fù)位電路設(shè)計 。除了可以穩(wěn)定輸出33V電壓外，同時具有復(fù)位功能；TPS767D318復(fù)位腳與DSP復(fù)位腳相連接，當(dāng)電源電路出現(xiàn)波動時，其復(fù)位腳可以輸出200ms的復(fù)位信號，保證DSP芯片復(fù)位. 2.時鐘電

18、路設(shè)計利用DSPs 芯片內(nèi)部提供的晶振電路,在DSPs芯片的X1 和X2/ CL KIN 之間連接一晶體可啟動振蕩器。此處,可以連接一個10MHz 的晶振, 構(gòu)成5402 的時鐘電路,如圖4 所示。 3.復(fù)位電路設(shè)計 4.JTAG接口設(shè)計JTAG是基于IEEE 1149. 1 標準的一種邊界掃描測試方式。TI 公司為其大多數(shù)的DSPs 產(chǎn)品都提供了J TAG端口支持,5402 也不例外。結(jié)合配套的仿真軟件,可訪問DSPs 的所有資源,包括片內(nèi)寄存器及所有的存儲器,從而提供了一個實時的硬件仿真與調(diào)試環(huán)境,便于開發(fā)人員進行系統(tǒng)軟件調(diào)試。除上述電路接口外,要使系統(tǒng)板正常地工作,還必須配置跳線和接插座等部分。其中:電源模塊接出一個插座,以便于外部電壓輸入;音頻編解碼部分需安裝話筒和揚聲器;USB 芯片要連接到USB 接口插件,以實現(xiàn)與主機的交互。實用起見,所有這些插件均設(shè)置在電路板邊界部分。最后,對于系統(tǒng)中一些難以事先決定的設(shè)置引腳附近,放置上位/ 下拉電阻,為以后的電路更改或擴展提供方便。 5總結(jié)此