1、兼容WHISHBONE總線的LED數碼管顯示控制器設計1引言顯示器件是電子設備中不可缺少的部分，從燈泡，陰極射線管(CRT，cathode-raytube)顯示器，到發光二級管(LED，light-emittingdiode)，液晶顯示屏(LCD，LiquidCrystalDisplay)，顯示器件的發展伴隨著電子技術的不斷發展。目前，在小型便攜式電子設備中，LED和LCD顯示器件成為主要的顯示器件，其中發光二級管和IJED數碼管，主要用于狀態指示和數字字符顯示，LCD主要用于文字和圖形顯示。LED數碼管是用發光二級管組成字符筆畫或點1 引言顯示器件是電子設備中不可缺少的部分，從燈泡，陰極射線

2、管(CRT，cathode-raytube)顯示器，到發光二級管(LED，light-emitting diode)，液晶顯示屏(LCD，Liquid CrystalDisplay)，顯示器件的發展伴隨著電子技術的不斷發展。目前，在小型便攜式電子設備中，LED和LCD顯示器件成為主要的顯示器件，其中發光二級管和IJED數碼管，主要用于狀態指示和數字字符顯示，LCD主要用于文字和圖形顯示。LED數碼管是用發光二級管組成字符筆畫或點陣，用于顯示簡單字符和圖形。最常用的是七段LED數碼管，它用發光二級管組成數字字符8的七段筆畫，至少可以顯示十六進制數字的十六個字符，再加上一個小數點顯示，常用于在電子

3、設備上顯示數字字符串。其特點主要在于使用簡單，價格低廉，顯示亮度高，功耗小。器件可靠性很高。 在中小規模集成電路的系統設計中，有專用的IED譯碼集成電路可以使用。在片上系統(SOC，SystemOnChip)的設計過程中，也會經常用到LED顯示控制器，但都是根據應用需求單獨設計，可重用性差。本文設計的LED數碼管顯示控制器就是用于控制多位LED數碼管進行掃描顯示的一個IP核，并且兼容WISHBONE總線，提高了IP核設計的可重用性，可以方便移植到任何使用WISHBONE總線的系統中。2 WISHBONE總線簡介WISHBONE總線1，全稱WISHBONE片上系統互聯結構，是一種主要用于片上系統

4、(SOC，Sys-tem 0n Chip)的總線標準。最初是由Silicore公司提出的。現在已被移交給開源組織OpenCores維護。它因結構極其簡單、靈活、可移植性好，又完全公開、完全免費，在SOC設計領域獲得眾多支持，在開源社區有大量可以免費使用的兼容WISHBONE總線的IP核。WISHBONE總線采用的是MasterSlave的構架，主、從部件通過內部互聯網絡進行互聯，由Master來發起每次與Slave之間的數據傳輸。從設備只能響應總線周期。它只定義了一種總線結構-高速總線。如果是一個低速外部設備連接到總線上，則主設備或從設備可以在總線周期中插入若干等待周期來協調設備之間的速度。這

5、樣要比設計兩個不同的總線接口簡單。Wishbone著重定義了IP核的接口信號和總線周期標準以實現IP核的重用，對于主從部件的互聯網絡，它可以實現點到點(point-to-point)、數據流(dataflow)、共享總線(shared bus)、交叉開關(crossbarswitch)四種不同結構形式。用戶必須根據具體情況對協議標準進行擴展和詳細設計，定義數據和地址寬度，數據順序和標簽的意義。其它的許多特性都可以由用戶自行添加，從這個意義上說，Wishbone更像是給出了一個框架，等待用戶提出具體的實現方法和規范。Wishbone總線的主要特征概括如下：所有應用使用一個總線體系結構：簡單、緊湊

6、的體系結構；支持多控制器：64位地址空間：864位數據總線(可擴展)；支持三種總線周期：單次讀寫，塊讀寫和RMW(READ-MODIFY-WRITE)總線周期；支持重試：提供為慢速設備使用而扼制數據流的機制：用戶自定義標簽，確定數據傳輸類型；用戶自定義仲裁方式。3 LED數碼管顯示控制器設計31功能及其主要特點LED數碼管的顯示控制方式有掃描控制和獨立控制兩種方式。前者用于多位LED數碼管并列顯示的情況下，共用段控信號，通過掃描位控信號，實現分時顯示。由于人眼的視覺暫留現象，形成多位LED數碼管同時并列顯示的效果。這種方式的實現有軟件實現和硬件實現兩種，軟件實現是由程序控制掃描過程，硬件實現是由專用芯片或邏輯電路控制掃描過程，程序只需向掃描控制電路寫入控制字和各位數碼管的段碼或字符的BCD(Binary CodedDecimal)碼即可。獨立控制方式用于單獨一位或位數較少的情況，由主控設備獨立控制每一個數碼管的段