1. 研究目的与意义
随着微电子技术和材料工艺的进步，滚动字符控制系统也相对于之前越来越为活跃。之前的led字符显示大多是以单片机作为控制系统，但大多数的单片机管脚资源有限，硬件成本和系统的复杂度也相对较高，在一定程度上并不能满足滚动字符控制系统的需求。而相对于单片机，fpga执行速度快、管脚数量多等特点完全可以克服这一缺点，实现起来也相对简单。
fpga(field-programmable gate array)，即现场可编程门阵列，运用该技术所制作的led字符显示，是纯硬件行为，具有速度快、可靠性高、抗干扰能力强、开发周期短等优点。采用eda技术的自顶向下的模块化设计方法，借助相关开发软件，即可简单实现对滚动字符显示器的控制。控制器的作用是实现字符代码的读取和输出,并且控制字符的滚动方向与速度的调节。
滚动字符控制器是八十年代后期全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，它利用发光二极管构成的点阵模块或像素组成大面积显示屏幕，以可靠性高，使用寿命长，环境适应能力强，价格性能比高，使用成本低等特点，在短短的十年中，迅速成为显示的主流产品，在信息领域得到了广泛的应用。
2. 国内外研究现状分析
随着科技的发展，led 点阵广告牌已成为新的媒体宣传工具，广泛应用于展览中心、医院、机场、高速公路等公共场所的信息显示和广告宣传。led 显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像，不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪和液晶显示屏无法比拟的优点。led 之所以受到广泛重视而得到迅速推广，是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是: 亮度高、寿命长、耐冲击． led 的发展前景十分广阔，目前正朝着高亮度、高发光密度、高发光均匀性、高可靠性、全色化方向发展。但其实led很早就被发现了。
1923年，罗瑟夫在研究半导体sic时有杂质的p-n结中有光发射，研制出出来发光二极管，即led，但一直不受重视。随着电子工艺的快速发展，在60年代，显示技术得到迅速发展。
20世纪90年代以来，led显示屏的制造技术和应用水平日益提高，在led器件材料和控制技术方面也不断涌现新的成果，高亮度蓝色led和纯绿色led芯片的问世和商品化，使得全彩色led显示屏成为现实并大量进入市场。led显示屏经历了单色，双色图文显示屏，到图像显示屏，直到全彩色led视频显示屏。在此发展过程中，led显示屏控制系统也经历了从低灰度4bit到高达16bi t灰度的发展过程，显示屏的动态显示效果不断提高；从最初简单的模拟通信方式到现在的实时数字信号远距离传输，使显示屏能够快速显示高清晰的画面；从最初几十赫兹的刷新频率到现在高达上千赫兹的刷新频率，使显示屏适用于各种影像拍摄器材而画面无闪烁。
3. 研究的基本内容与计划
本课题主要是基于fpga的控制芯片设计，实现fpga对16*16点阵屏直接连接和通过spi接口两种硬件连接方式的数据传输控制。通过外部开关切换静态和动态滚动两种显示方式，且可通过开关切换显示英文、汉语和数字等字符。系统并可实现复位、暂停、字符移动速率可调等功能。
首先是研究控制led大屏幕的基本原理，然后是将基于fpga的大屏幕控制器的硬件设计根据具体的功能划分成多个独立的设计模块，采用verilog hdl语言代码仿真。设计结构采用自顶向下的设计方式，利用层次化，结构化的设计方法，使设计的完整性，缜密性提高，功能模块的分割更加合理。最后完成程序的下载调试，实现fpga芯片对滚动字符屏幕以实现显示装置的设计。
字符控制器产生要显示字符的代码存放单元的地址,然后从存储器中读出字符代码放在寄存器中并作为led点阵的行信息输出,当行信息和对应的列选信号完全同步输出时便能正确无误地显示一个汉字或其他字符代码。
4. 研究创新点
1.同以往的可编程逻辑器件相比，FPGA的规模较大，集成度较高，适用于高速、高密度的高端数字逻辑电路设计领域。
2.通过这样的开关切换方式，让更多的人能够简单进行数据切换。
