CN110444148A - 基于256级灰度led显示屏幕的fpga实现方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

基于256级灰度led显示屏幕的fpga实现方法、装置及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法、装置及计算机可读存储介质,所述的基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现装置，包括：薄膜晶体管(TFT)接口、薄膜晶体管(TFT)数据格式解码模块、输入数据转换模块、内存读写模块、输出格式驱动模块以及LED显示屏幕，用户可以通过基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法非常简单的将TFT的图像数据通过转换为LED屏幕需要的时序输出进而驱动LED屏幕显示，可大幅降低系统的复杂度以及其应用成本。

Description

基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法、装置及计算机 可读存储介质
技术领域
本发明涉及LED屏幕显示技术，特别涉及一种基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
现今的LED显示屏发展迅速且随处可见，比如商场、电视台、广告屏等。传统的显示屏控制系统分为异步和同步控制系统，一般分为发送卡和接收卡，之间用网线级联，发送卡用于接收个人计算机的图像，接收卡用来驱动每个屏幕的最小模组显示，分立的组件可以根据需求组成大小的屏幕，但是会加大系统的复杂度，成本变高，不适合应用于嵌入式平台。
本发明提出的架构是发送卡和接收卡一体化，降低成本，主要应用于小型的LED显示屏，其灰度等级高，另外输入图像接口简单，可采用薄膜晶体管(Thin Film Transistor,以下简称TFT)输入接口，可以和嵌入式芯片或者单芯片微型计算机搭配使用，本发明主要应用在嵌入式系统中，可大幅降低系统的复杂度以及其应用成本，并且提供串口设置而使得嵌入式芯片或者单芯片微型计算机可以实时动态的修改屏幕的参数，因此该发明具有相当大的扩展性，而其他的算法也可以并入到现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray, 以下简称FPGA)中处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法、装置及计算机可读存储介质。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法，包括：
接收图像，并将所述图像传送至薄膜晶体管(TFT)数据格式解码模块，并将其所述图像解码生成图像数据；
通过输入数据转换模块接收所述图像数据，并将所述图像数据进行转换获得像素数据地址的关系；
利用内存读写模块接收所述像素数据地址的关系，并生成图像的帧读出结果；
通过输出格式驱动模块接收所述图像的帧读出结果，并依据所述图像的帧读出结果并生成多个驱动讯号；以及
通过LED屏幕接收所述多个驱动讯号，并显示于所述LED屏幕。
在本发明所述的方法中，所述内存读写模块的步骤中，进一步包含通过控制第一同步动态随机存取内存模块以及第二同步动态随机存取内存的读写实现图像的帧缓存和读出，并生成图像的帧读出结果。
在本发明所述的方法中，所述基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法包括：
通过测试图像模块生成内部测试图像数据，并将所述测试图像数据传送至所述输入数据转换模块，用以验证单独离线是否运行正常，或通过按键模块选择图像，将所述图像传送至所述输入数据转换模块；
其中通过选择模块于所述TFT数据格式解码模块或所述测试图像模块或按键模块选择其中之一的模块决定图像传输路径，经由其选择的模块传送其图像数据至输入数据转换模块。
在本发明所述的方法中，所述选择模块的选择步骤中，其中所述选择模块的预设为所述TFT数据格式解码模块。
本发明还涉及一种基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现装置，包括：
薄膜晶体管(TFT)接口，用以提供接收图像；
薄膜晶体管(TFT)数据格式解码模块，用以接收所述图像，并进行解码生成图像数据；
输入数据转换模块，用以接收所述图像数据，并进行转换获得像素数据地址的关系；
内存读写模块，用以接收所述像素数据地址的关系生成图像的帧读出结果；
输出格式驱动模块，用以接收所述图像的帧读出结果，并生成多个驱动讯号；以及
LED显示屏幕，接收所述多个驱动讯号，并显示于所述LED显示屏幕。
在本发明所述的装置中，所述内存读写模块更包括:
第一同步动态随机存取内存模块，用以实现图像的帧缓存和读出，并电性连接所述内存读写模块；以及
第二同步动态随机存取内存模块，用以实现图像的帧缓存和读出，并电性连接所述内存读写模块。
在本发明所述的装置中，所述内存读写模块进一步通过控制所述第一同步动态随机存取内存模块以及所述第二同步动态随机存取内存模块的读写实现图像的帧缓存和读出，生成图像的帧读出结果。
在本发明所述的装置中，所述基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现装置包括：
测试图像模块，用以生成内部测试图像数据，并将所述测试图像数据传送至所述输入数据转换模块，用以验证单独离线是否运行正常；
按键模块，将图像数据传送至所述输入数据转换模块；以及
选择模块，用以选择所述薄膜晶体管(TFT)数据格式解码模块或所述测试图像模块或按键模块其中之一的模块，经由其选择的模块传送其图像至输入数据转换模块。
本发明还涉及一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一项所述的方法步骤。
实施本发明的基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法、装置及计算机可读存储介质，具有以下有益效果：通过本发明使得用户可以非常简单的将TFT的图像数据通过转换为LED屏幕需要的时序输出进而驱动LED屏幕显示，可大幅降低系统的复杂度以及其应用成本，并且提供串口设置而使得嵌入式芯片或者单芯片微型计算机可以实时动态的修改屏幕的参数，达到装置集成度高、使用方便、连线简单、易维护，从而解决LED显示屏幕应用在小型嵌入式系统复杂度高、成本高的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A为本发明基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法的流程图；
图1B为本发明基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法一实施例的流程图；
图2为本发明基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法中生成图像的帧读出结果的流程图；
图3为本发明基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法中修改LED屏幕参数的流程图；
图4为本发明基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现装置的方块图；以及
图5为本发明的计算机可读存储介质示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法、装置及计算机可读存储介质实施例中，其基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法的流程图如图1A所示，该基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法包括如下步骤：
步骤S1接收图像，并将所述图像传送至薄膜晶体管(TFT)数据格式解码模块，并将其所述图像解码生成图像数据；
步骤S3通过输入数据转换模块接收所述图像数据，并将所述图像数据进行转换获得像素数据地址的关系；
步骤S5利用内存读写模块接收所述像素数据地址的关系，并生成图像的帧读出结果，其中该步骤中，其基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法中生成图像的帧读出结果如图2所示。图中进一步包括步骤S51通过控制第一同步动态随机存取内存模块以及第二同步动态随机存取内存的读写实现图像的帧缓存和读出，并生成图像的帧读出结果；
步骤S7通过输出格式驱动模块接收所述图像的帧读出结果，并依据所述图像的帧读出结果并生成多个驱动讯号，其中该步骤中，其基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法中修改LED屏幕参数如图3所示。图中，进一步包括步骤S71通过串口设置输入欲修改的LED显示屏幕的参数；步骤73通过通用异步收发传输器(UART)模块与寄存器模块接收欲修改的LED显示屏幕的参数；步骤75通过输出格式驱动模块接收所述参数并生成多个驱动讯号；以及
步骤S9通过LED屏幕接收所述多个驱动讯号，并显示于所述LED屏幕。
本实施例中，用户可以通过TFT接口将图像传送至TFT数据格式解码模块，所述的TFT数据格式解码模块会将所述图像译码，并且生成图像数据传送至输入数据转换模块，所述输入数据转换模块将图像数据转换为像素数据地址的关系传送至内存读写模块，所述内存读写模块通过控制第一同步动态随机存取内存模块以及第二同步动态随机存取内存的读写实现图像的帧缓存和读出，并生成图像的帧读出结果传送至输出格式驱动模块，所述输出格式驱动模块依据所述图像的帧读出结果并生成多个驱动讯号，若需修改LED显示屏幕的参数则通过串口设置输入欲修改的LED显示屏幕的参数，并通过通用异步收发传输器(UART)模块与寄存器模块接收欲修改的LED显示屏幕的参数并进一步通过输出格式驱动模块接收所述参数，并生成多个驱动讯号，最后通过LED屏幕接收所述多个驱动讯号，并显示于所述LED屏幕。
在本发明基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法、装置及计算机可读存储介质一实施例中，其基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法的流程图如图1B所示。图中，用户可于步骤S11通过选择模块进行选择所述TFT数据格式解码模块或所述测试图像模块或所述按键模块其中之一的模块，经由其选择的模块传送其图像数据至输入数据转换模块，其中所述选择模块的预设为所述TFT数据格式解码模块。
另一实施例中，用户可于步骤S12通过测试图像模块，用以生成内部测试图像数据，并将所述测试图像数据传送至所述输入数据转换模块，用以验证单独离线是否运行正常。
又一实施例中，用户可于步骤S13通过按键模块将图像数据传送至所述输入数据转换模块。
本实施例还涉及一种基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现装置，该装置的结构示意图如图4所示。图中，该装置包括薄膜晶体管(TFT)接口1、薄膜晶体管(TFT)数据格式解码模块2、输入数据转换模块3、内存读写模块4、输出格式驱动模块5和LED显示屏幕6。
其中，TFT接口1用于接收用以提供接收图像；
TFT数据格式解码模块2用以接收所述图像，并进行解码生成图像数据；
另一实施例中，将由测试图像模块21用以生成内部测试图像数据，并将所述测试图像数据传送至所述输入数据转换模块3，用以验证单独离线是否运行正常；
又一实施例中，用户可手动以按键button通过按键模块22将图像数据传送至所述输入数据转换模块3；
于上述实施例中，通过选择模块23进行选择所述TFT数据格式解码模块2或所述测试图像模块21或所述按键模块22其中之一的模块，经由其选择的模块传送其图像数据至输入数据转换模块3；
本发明以选择TFT数据格式解码模块2为例，输入数据转换模块3用以接收所述图像数据，并进行转换获得像素数据地址的关系；
内存读写模块4用以接收所述像素数据地址的关系生成图像的帧读出结果，其中所述内存读写模块更包括:第一同步动态随机存取内存模块41和第二同步动态随机存取内存模块42，且皆电性连接所述内存读写模块4，因此所述内存读写模块4是通过控制所述第一同步动态随机存取内存模块41以及所述第二同步动态随机存取内存模块42的读写实现图像的帧缓存和读出，生成图像的帧读出结果；
输出格式驱动模块5用以接收所述图像的帧读出结果，并生成多个驱动讯号，其中用户可通过串口7设置欲修改的LED显示屏幕的参数71，并通过通用异步收发传输器(UART)模块61以及寄存器62模块接收欲修改的LED屏幕参数，并通过输出格式驱动模块5接收所述参数，并生成多个驱动讯号，其中所述的LED屏幕参数包括输入图像的分辨率、LED显示屏幕的亮度以及LED显示屏幕的扫描数；以及
LED显示屏幕6于接收所述多个驱动讯号后，显示于所述LED显示屏幕6。
在本发明基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法、装置及计算机可读存储介质实施例中，本发明另一实施例提供的计算机可读存储介质900，如图5所示，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项基于RS530接口的H-MVIP总线同步传输方法的步骤。其中，计算机可读存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等等)、静态随机访问存储 器(SRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、软盘、光盘、DVD、CD-ROM、微型驱动器以及磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪速存储器设备、磁卡或光卡、纳米系统（包括分子存储器IC），或适合于存储指令和/或数据的任何类型的媒介或设备。在本公开的一个实施例中，计算机可读存储介质900其上存储有非暂时性计算机可读指令901。当非暂时性计算机可读指令901由处理器运行时，执行参照上述描述的根据本公开实施例的基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现的方法。
通过本发明使得用户可以非常简单的将TFT的图像数据通过转换为LED屏幕需要的时序输出进而驱动LED屏幕显示，可大幅降低系统的复杂度以及其应用成本，并且提供串口设置而使得嵌入式芯片或者单芯片微型计算机可以实时动态的修改屏幕的参数，达到装置集成度高、使用方便、连线简单、易维护，从而解决LED显示屏幕应用在小型嵌入式系统系统复杂度高、成本高的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法，其特征在于，包括：
接收图像，并将所述图像传送至薄膜晶体管(TFT) 数据格式解码模块，并将其所述图像解码生成图像数据；
通过输入数据转换模块接收所述图像数据，并将所述图像数据进行转换获得像素数据地址的关系；
利用内存读写模块接收所述像素数据地址的关系，并生成图像的帧读出结果；
通过输出格式驱动模块接收所述图像的帧读出结果，并依据所述图像的帧读出结果并生成多个驱动讯号；以及
通过LED屏幕接收所述多个驱动讯号，并显示于所述LED屏幕。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内存读写模块的步骤中，进一步包含通过控制第一同步动态随机存取内存模块以及第二同步动态随机存取内存的读写实现图像的帧缓存和读出，并生成图像的帧读出结果。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现方法包括：
通过测试图像模块生成内部测试图像数据，并将所述测试图像数据传送至所述输入数据转换模块，用以验证单独离线是否运行正常，或通过按键模块选择图像，将所述图像数据传送至所述输入数据转换模块；
其中通过选择模块于所述TFT数据格式解码模块或所述测试图像模块或所述按键模块选择其中之一的模块决定图像传输路径，经由其选择的模块传送其图像数据至输入数据转换模块。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述选择模块的选择步骤中，其中所述选择模块的预设为所述TFT数据格式解码模块。
5.一种基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现装置，其特征在于，包括：
薄膜晶体管(TFT)接口，用以提供接收图像；
薄膜晶体管(TFT)数据格式解码模块，用以接收所述图像，并进行解码生成图像数据；
输入数据转换模块，用以接收所述图像数据，并进行转换获得像素数据地址的关系；
内存读写模块，用以接收所述像素数据地址的关系生成图像的帧读出结果；
输出格式驱动模块，用以接收所述图像的帧读出结果，并生成多个驱动讯号；以及
LED显示屏幕，接收所述多个驱动讯号，并显示于所述LED显示屏幕。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述内存读写模块更包括:
第一同步动态随机存取内存模块，用以实现图像的帧缓存和读出，并电性连接所述内存读写模块；以及
第二同步动态随机存取内存模块，用以实现图像的帧缓存和读出，并电性连接所述内存读写模块。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述内存读写模块进一步通过控制所述第一同步动态随机存取内存模块以及所述第二同步动态随机存取内存模块的读写实现图像的帧缓存和读出，生成图像的帧读出结果。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述基于256级灰度LED显示屏幕的FPGA实现装置包括：
测试图像模块，用以生成内部测试图像数据，并将所述测试图像数据传送至所述输入数据转换模块，用以验证单独离线是否运行正常；
按键模块，将图像数据传送至所述输入数据转换模块；以及
选择模块，用以选择所述薄膜晶体管(TFT)数据格式解码模块或所述测试图像模块或所述按键模块其中之一的模块，经由其选择的模块传送其图像数据至输入数据转换模块。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一项所述的方法步骤。
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