基于FPGA的LED旋转显示屏设计+电路图+PCB图(4)
2.3 LED驱动芯片选择
驱动芯片的旋转主要有两种方案，一种是采用开关量型驱动芯片，另外一种就是采用灰度可调的驱动芯片。
开关亮型驱动芯片操作起来去、相对简单且动作迅速，可以提高数据的刷新率，但由于该类芯片不能调节颜色灰度值，所以相对而言颜色比较单调。
灰度可调型驱动芯片可以调节LED等颜色的灰度值，这样一来大大地丰富
了所显示色彩的鲜艳性，但由于灰度可调，对于每个灯的操作至少需要两位，但要满足256三原色则至少得用到8位，这也就意着要传输的数据时开光亮所需数据的8倍，大大增加了数据处理的难度与复杂度。
由于本次最终目的不单单是显示图形或者文字，并尽可能地要显示图形或者动画，所以灰度的调节对于本次设计来说是很有必要的，再者，由于采用FPGA所以速度上也不是问题。因此，最终选定DM633作为LED驱动芯片，该芯片具有12位PWM可调电流输出。
2.4 转速设计
根据常识，若要让人感觉到画面流畅，则画面切换的帧数应该在24帧及以上。也就是说电机转速应该为：
60*24/2=720 r/min ②
说明：乘以2是因为有两块板子
但实际上大多数人对于帧数的辨别没有那么高，大多数人的识别帧数为18帧左右，有的人的识别帧数只有14帧。同时考虑到LED的亮度较高且有余辉存在，所以一般帧数在12帧左右即可（有很多动画片的帧数为12帧）。所以电机转速只要在
60*12/2=360 r/min ③
即可。但为了让显示效果较好，且电机转速采用的不是反馈式控制器，所以尽量
让电机转速高一点，在400 r/min ~ 600 r/min内就行。
本文在计算一切数据时转速一律采用500r/min。
3 硬件设计
3.1 电路设计框图
图3.1 电路设计框图
3.2 芯片介绍
3.2.1 FPGA芯片介绍EP4CE6E22C8N
本次所选FPGA芯片为Altera公司飓风（cyclone）系列的EP4CE6E22C8N芯片，具体资料如下：
表3.1 EP4CE6E22C8N芯片简介
器件型号 EP4CE6E22C8N
标准包装 120
类别 集成电路 (IC)
家庭 嵌入式 - FPGA
系列 CYCLONE® IV E
LAB/CLB 数 392
逻辑元件/单元数 6272
总 RAM 位数 276480
I/O 数 91
栅极数 -
电压 - 电源 1.15 V ~ 1.25 V
安装类型 表面贴装
工作温度 0°C ~ 85°C
封装/外壳 144-LQFP 裸露焊盘
供应商器件封装 144-EQFP（20x20）
图3.2 EP4CE6E22C8N实物图
3.2.2 DM633简介
DM633是一个16通道的恒定电流的LED驱动芯片。每个通道都有12位（4096阶）灰阶由PWM控制的电流输出，用户还可以通过7位全局亮度控制位来轻易地调节芯片的输出电流。芯片本省包含移位寄存器、数据锁存器、由外部电阻来改变输出恒流值得恒流电路、可选的PWM晶振源和内置的LED灯开路/短路检测电路来检测LED的错误状态。芯片支持温度报警和切断功能，当节点温度超过芯片的温度限制范围时，系统讲检索取回该信息。该芯片主要用在LED显示屏和舞台照明设备的设计之中。