| 【中文题名】 | 基于Nios Ⅱ的LED显示屏控制系统的研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 通信与信息系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-1-11 |
| 【中关键词】 | LED显示屏控制器,Nios,II,SOPC,SOC,FPGA |
| 【英关键词】 | LED display controller,Nios II,SOPC,SOC,FPGA, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统> |
| 【论文摘要】 | 随着信息社会的到来,人们对信息的依靠程度越来越紧密,及时的信息使得人们生活更便利,还能够预防灾害的发生!LED显示屏系统作为信息发布系统一种方式,正得到更多人的青睐。它的应用场合极广,如:高速公路、机场、车站、码头、体育场所、展览馆等场所的信息发布。就目前的LED显示屏控制技术来说仍有一定的局限性,主要表现是外围电路复杂,升级难;通信方式单一;稳定性、可靠性低等。
基于Nios Ⅱ软核的嵌入式LED显示屏控制系统,就能很好的解决以上提到的问题,改进当前的显示质量。这样就能把原来CPU+CPLD硬件组合形式实现的功能仅用一块FPGA芯片来实现。这需要在FPGA内实现32位的微处理器和LED显示屏扫描及采集工作状态所要求的硬件逻辑,这种方式在业界还是前沿的技术。研究的内容主要有以下几个方面:
1.基于Nios Ⅱ的LED显示屏控制系统的构成和核心控制器的架构。
2.SOPC技术,并用此技术构造出一个32位的Nios Ⅱ软核处理器。
3.用Verilog HDL构造IP核的方法,并构造出一个IP核。
4.通信方式的研究,包括串口、以太网方式、US... |
| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
8-14 |
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1.1 LED显示屏系统的概述 |
8 |
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1.2 LED显示屏系统的分类 |
8-10 |
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1.3 LED显示屏技术及产业状况 |
10-11 |
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1.4 LED显示系统的发展趋势 |
11-12 |
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1.5 课题背景、来源、意义及主要的研究内容 |
12-14 |
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第二章 FPGA、SOPC技术及开发工具介绍 |
14-29 |
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2.1 FPGA和SOC技术 |
14-17 |
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2.1.1 FPGA |
14-15 |
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2.1.2 SOC |
15-17 |
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2.1.3 Altera的嵌入式FPGA构成 |
17 |
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2.2 SOPC技术 |
17-20 |
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2.3 硬件描述语言 |
20-26 |
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2.3.1 硬件描述语言概述 |
20-22 |
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2.3.2 VHDL |
22 |
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2.3.3 Verilog HDL |
22-26 |
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2.4 Altera的FPGA开发工具 |
26-29 |
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第三章 32位NiosⅡ软核处理器 |
29-39 |
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3.1 NiosⅡ软核处理器 |
29-31 |
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3.1.1 Nios ⅡCPU概述 |
29 |
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3.1.2 Nios Ⅱ软核的基本要素 |
29-30 |
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3.1.3 Nios Ⅱ处理器架构和实现 |
30-31 |
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3.1.4 Nios Ⅱ的用户可见功能单元 |
31 |
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3.2 Nios Ⅱ总线结构 |
31-36 |
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3.2.1 Avalon总线概述 |
31 |
|
3.2.2 Avalon总线和传统总线的区别 |
31-32 |
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3.2.3 Avalon总线模块和外设 |
32-33 |
|
3.2.4 Avalon总线传输 |
33-36 |
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3.3 NiosⅡ处理器系统的外围设备 |
36-38 |
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3.4 NiosⅡIDE |
38-39 |
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第四章 基于NiosⅡ的LED显示屏控制系统的构成 |
39-45 |
|
4.1 LED显示系统的结构组成 |
39-40 |
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4.1.1 通用LED显示系统的结构组成 |
39-40 |
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4.1.2 基于NiosⅡ的LED显示系统的结构组成 |
40 |
|
4.2 基于NiosⅡ控制器的架构框图 |
40-45 |
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4.2.1 Cyclone系列器件 |
40-43 |
|
4.2.2 基于NiosⅡ控制器的架构框图 |
43-45 |
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第五章 基于NiosⅡ的LED显示屏控制器的硬件实现 |
45-59 |
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5.1 基于NiosⅡ软核控制器的硬件实现 |
45-57 |
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5.1.1 电源部分的设计实现 |
45-46 |
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5.1.2 核心器件Cyclone EP1C6Q240的设计原理图 |
46-48 |
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5.1.3 存储器件的设计原理图 |
48-50 |
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5.1.4 通信部分的电路设计 |
50-52 |
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5.1.5 系统时钟和日期电路设计 |
52-53 |
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5.1.6 显示部分电路设计 |
53-56 |
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5.1.7 A/D转换 |
56-57 |
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5.2 NiosⅡ嵌入式处理器的构造和各部分硬件逻辑的实现 |
57-59 |
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5.2.1 NiosⅡ嵌入式处理器的构造 |
57 |
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5.2.2 构造自己的IP模块 |
57-59 |
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第六章 基于NiosⅡ的LED显示屏控制器的软件实现 |
59-69 |
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6.1 软件流图 |
59-62 |
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6.1.1 主程序流程图 |
59 |
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6.1.2 中断服务程序流图 |
59-62 |
|
6.2 各个模块的核心代码 |
62-69 |
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6.2.1 显示 |
62-65 |
|
6.2.2 中断 |
65-67 |
|
6.2.3 通信 |
67-69 |
|
第七章 系统调试及结果分析 |
69-74 |
|
7.1 系统调试方法 |
69 |
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7.2 开发调试中遇到的问题 |
69-71 |
|
7.3 结果分析 |
71-74 |
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第八章 结论 |
74-75 |
|
致谢 |
75-76 |
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附录 |
76-77 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.377641 |
