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LED大屏幕显示系统是多种技术综合应用的产品,涉及光电电子学、半导体器件、数字电路以及控制技术等,具有发光效率高、使用寿命长、色彩丰富等特点,在多个领域得到广泛应用。LED显示屏自问世以来,经历了飞速的发展,现今,全彩色LED显示屏已经成为了平板显示的一个重要产品。本文设计了基于FPGA的大型户外全彩色LED屏控制系统。在深入研究LED大屏幕显示系统结构和灰度实现、伽马校正等工作原理的基础上,提出了采用DVI接口作为数据源、千兆以太网作为传输媒介、FPGA作为主控芯片的总体设计方案。主要内容包括以下几个方面:1.在深入研究DVI数据输出时序特征、LED屏结构的基础上,以分辨率为1024×768、刷新率为60Hz的视频源作为研究对象,采用verilog硬件描述语言设计了串口通信模块、DVI数据接收模块、SDRAM控制器以及读写缓存RAM模块,实现了基于FPGA的视频数据接收、发送。Modelsim仿真及板级下载调试表明,该系统功能达到设计要求,且具有实时性好、系统稳定等特点。2.分析视频像素数据在系统设计中的组织结构以及存储方式,设计了SDRAM存储控制模块。通过分析SDRAM操作时序的要求,用verilog硬件描述语言实现SDRAM控制器的设计,以便于其它模块对SDRAM的读写操作。该控制器具有较强的灵活性与可扩展性,不仅满足本系统要求,也适用于其他高速数据采集系统。3.分析现有的高速数据远距离传输方式的优缺点,设计了以千兆以太网作为传输媒介的远距离传输系统,以确保对高速数据传输的要求。实际效果表明,该系统能够保证实时、准确、稳定的数据传输。4.在研究LED屏驱动电路结构、灰度实现原理、多线扫描原理等基础上,设计了驱动LED屏显示的扫描控制模块;由于LED屏是线性显示系统,而视频源是非线性系统,为了能真实还原原始图像,实现了对原始数据的反伽马校正;分析了亮度均匀性产生原因和不同解决方法的优缺,提出了基于FPGA和SDRAM的动态修正方法,降低了系统成本。所设计的LED屏控制系统,仿真和测试结果表明,该系统支持多线扫描,分辨率、灰度可调,且可以对LED的亮度不均匀性进行修正,具有较高的市场应用价值。