近年来,LED大屏幕电子显示屏作为一种高科技产品日益引起人们的重视。 它可以实时显示或循环播放文字、图形和图像信息, 具有显示方式丰富、观赏性强、显示内容修改方便、响应速度快、亮度高、显示稳定且寿命长等多种优点, 被广泛应用于商业广告、体育比赛、交通等诸多领域, 是信息传播的有力工具之一。目前,大部分异步显示屏采用的是8位或准16位的微控制器,其运算速度,内存容量,存储空间和通讯方式等方面存在着很大的局限性,很难实现高难度图文动态特技显示和灰度显示等在信息容量和处理速度上要求很高的显示技术。为解决上述问题,我们采用了先进的嵌入式计算机技术,它具有单片计算机无法比拟的优点:采用先进的RISC体系结构,配以一定容量Cache,使得指令执行速度比普通单片机高一个数量级;支持大容量的存储空间、宽范围的存储器接口类型,以及高位宽的数据总线,提高了系统存储数据的能力,同时可以采用SDRAM作为系统运行内存来提高程序运行速度;具有多种外设通讯接口,包括常规异步串行接口、同步串行接口、工业现场总线接口、I2C总线接口等,网络接口的提供,可以实现远程、高速的数据传输,提高了系统设计的灵活性;嵌入式操作系统的使用,可以更为有效的管理系统资源的分配(包括cpu、进程、存储器,外设、文件系统等),通过其高效的调度算法,使得整个应用程序的设计可以采用多任务的方式来实现,极大地提高整个系统的运行速度和可靠性。总之,嵌入式系统的使用极大地解决了传统的单片微控制器系统在速度、存储容量、通讯方式和单任务程序设计低效性等方面的问题,提高了系统设计的性能。 本文详细介绍了设计实现为256级灰度图像显示,并通过以太网实现远程高速图像数据传输的异步LED显示屏控制器的硬件系统设计。首先通过对实现256级灰度显示在系统存储容量、数据处理速度这两个主要系统参数的分析,结合嵌入式系统平台的硬件系统需求,详细介绍了嵌入式微处理器、FLASH、系统内存、网络控制器以及实现屏幕显示控制的大规模数字逻辑芯片CPLD的选型及各部分的硬件设计方案;然后,对于在μClinux嵌入式操作系统下采用TCP/IP协议组实现网络传输所需要的、针对不同网络接口芯片的网络驱动程序的设计方法给予介绍,并实例分析了本设计所采用的LAN91C111网络芯片的主要功能程序源代码;最后,介绍了本系统所采用的实现256级灰度图像显示的设计方案以及产生相关扫描控制信号的同步时序数字逻辑设计,给出了采用verilog高级硬件描述语言编写的源程序分析,并进行了较为详细地分析。