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pld实验报告 实验内容：用4*3键盘作为输入，在8*8的led显示屏上采用动画过度的效果显示相应的字符，并以两个按键作为复位和字符循环播放模式。电路结构：1.4*3数字键盘键盘的按键识别方式采用行扫描，实际电路中由于列输入端在悬空时被内部电路拉高而呈逻辑1，所以需要使用低电平作为行扫描标志，相应的，列接收端以低电平作为有效信号。由于按键存在一定的抖动，所以在扫描时可以采用较低的扫描频率，也可以通过计数器保证一次按键的有效识别。2.8*8的led显示屏：8*8led显示屏可采用行扫描来进行显示，行以高电平作为扫描标志连接某一行的二极管的阳极，而列以低电平作为二极管的阴极输出。但由于fpga驱动能力有限，不可能同时驱动一整排的led灯管，所以实验板上采用反向器提高其驱动能力，相应的在fpga端，应使用以低电平作为标志的行扫描信号。3. 普通按键电路板上有四个被电路拉高为逻辑1的按键，在按键时呈现低电平，作为复位信号以及字符循环显示的模式选择。程序结构：1. 字符矩阵采用常量的方式存储大量的字符显示所需的矩阵信息：type romtable is array (0 to 7) of std_logic_vector(7 downto 0);constant zero:romtable:=romtable(11000011, 10111101, 10111101, 10111101, 10111101,10111101, 10111101, 11000011);constant one:romtable:=romtable(11100111, 11000111, 11100111, 11100111, 11100111,11100111, 11100111, 11000011);constant two:romtable:=romtable(11000011, 10011001, 10111001, 11111011, 11110111,11101111, 11011111, 10000001);constant three:romtable:=romtable(11000011, 11111001, 11111101, 11100011, 11111101,11111101, 11111001, 11000011);constant four:romtable:=romtable(11110111, 11101111, 11011111, 10110111, 10110111,10000001, 11110111, 11110111);constant five:romtable:=romtable(11000001, 11011111, 11000011, 11111001, 11111101,11111101, 10111001, 11000011);constant six:romtable:=romtable(11110111, 11101111, 11011111, 10100011, 10111101,10111101, 10111101, 11000011);constant seven:romtable:=romtable(10000001, 11111101, 11111011, 11110111, 11101111,11011111, 11011111, 11011111);constant eight:romtable:=romtable(11000011, 10111101, 10111101, 11000011, 10111101,10111101, 10111101, 11000011);constant nine:romtable:=romtable(11000011, 10111101, 10111101, 10111101, 11000001,11111101, 11111101, 11000011);constant star:romtable:=romtable(11111111, 11101111, 10101101, 11000011, 11101111,11010111, 10111011, 11111111);constant sharp:romtable:=romtable(11111111, 11011011, 10000001, 11011011, 11011011,10000001, 11011011, 11111111);constant act1:romtable:=romtable(00000000, 00000000, 00000000, 00011000, 00011000,00000000, 00000000, 00000000);constant act2:romtable:=romtable(00000000, 00000000, 00111100, 00111100, 00111100,00111100, 00000000, 00000000);constant act3:romtable:=romtable(00000000, 01111110, 01111110, 01111110, 01111110,01111110, 01111110, 00000000);constant act4:romtable:=romtable(11111111, 11111111, 11111111, 11111111, 11111111,11111111, 11111111, 11111111);constant window1:romtable:=romtable(00000000, 00000000, 00111100, 00100100, 00100100,00111100, 00000000, 00000000);constant window2:romtable:=romtable(00000000, 01111110, 01000010, 01000010, 01000010,01000010, 01111110, 00000000);constant window3:romtable:=romtable(11111111, 10000001, 10000001, 10000001, 10000001,10000001, 10000001, 11111111);constant window4:romtable:=romtable(00000000, 00000000, 00000000, 00000000, 00000000,00000000, 00000000, 00000000);对应的图像如下：其中前12个对应键盘上的字符，而最后8个用作动画的窗。2.分频器整个程序使用一个process作为分频模块，采用多次渐进分频的方法，提供多种频率信号的输出，程序如下：signal clk4:std_logic:=0;signal clk5:std_logic:=0;signal clk6:std_logic:=0;clocks:process(clk,reset)variable clk1:std_logic_vector(7 downto 0):=00000000;variable clk2:std_logic_vector(7 downto 0):=00000000;variable clk3:std_logic_vector(7 downto 0):=00000000;beginif reset=0 then-在需要的时候重置分频器参数。clk1:=00000000;clk2:=00000000;clk3:=00000000;elsif rising_edge(clk) then-计数器工作，采用系统时钟50mhz，端口“y11”clk1:=clk1+1;if clk1=11111010 then-250clk1:=00000000;clk2:=clk2+1;end if;if clk2=11111010 then-clk2每计数到250时跳变为0clk2:=00000000;clk3:=clk3+1;clk5=not clk5;-clk5产生400hz的信号，作为8*8led显示屏的扫描频率的8倍end if;if clk3=00100000 then-clk3每计数到32时跳变为0clk3:=00000000;clk4=not clk4;-clk4产生12hz的信号，作为数字键盘的扫描频率的4倍end if;clk6=clk3(5);end if;end process;3. 数字键盘扫描：采用clk4信号作为扫描时钟，同时使用复位信号reset进行复位，程序如下：signal rowtemp:std_logic_vector(3 downto 0):=0000;scan:process(clk4,reset)-update rowvariable rowtemp00:std_logic_vector(3 downto 0):=0000;-采用内部信号进行计数。beginif reset=0 then rowtemp00:=0000;rowtemp=0000;row rowtemp00:=0011;when0011= rowtemp00:=0110;when0110= rowtemp00:=1001;when1001= rowtemp00:=0000;when others= rowtemp00:=0000;end case;case rowtemp00 iswhen0000= row row row row row=0111;end case;rowtemp lastcount=count00;-有新的有效按键输入，存储上一次按键count00:=rowtemp+0001;-由行地址和列地址生成字符地址dcount lastcount=count00;count00:=rowtemp+0010;dcount lastcount=count00;count00:=rowtemp+0011;dcount lastcount=count00;count00:=count00;if dcount/=11 then dcount=dcount+1; end if;end case;elsif style=0 then-字符循环显示功能lastcount count00:=0010;when0010= count00:=0011;when0011= count00:=0100;when0100= count00:=0101;when0101= count00:=0110;when0110= count00:=0111;when0111= count00:=1000;when1000= count00:=1001;when1001= count00:=1010;when1010= count00:=1011;when1011= count00:=1100;when1100= count00:=0001;when others= count00:=0001;end case;end if;count=count00;colout=col;count2=count00;end if;end process;按键（字符地址）第1列第2列第3列第1行1(0001)2(0010)3(0011)第2行4(0100)5(0101)6(0110)第3行7(0111)8(1000)9(1001)第4行*(1010)0(1011)#(1100)5.字符显示使用50hz的刷屏速度，将上一个按键所对应的矩阵与本次按键所对应多的矩阵分别与act和lastact相乘后相加，再与边框矩阵window相加得到需要显示的矩阵，示例如下：若上一个字符为0，本次字符为4：若上一个字符为2，本次字符为#：程序如下：showkey:process(clk5,reset)variable rowtemp2:std_logic_vector(7 downto 0):=00000000;variable ncol2:integer range 0 to 7:=0;variable act:romtable;variable window:romtable;variable lastact:romtable;variable col2temp:std_logic_vector(7 downto 0):=00000000;variable col2temp2:std_logic_vector(7 downto 0):=00000000;beginif reset=0 then-清除存储的案件所对应的字符信息rowtemp2:=11111111;ncol2:=0;row2=11111111;col2 rowtemp2:=11111101;ncol2:=1;-ncol2便于提取显示字符的每一行信息when11111101= rowtemp2:=11111011;ncol2:=2;when11111011= rowtemp2:=11110111;ncol2:=3;when11110111= rowtemp2:=11101111;ncol2:=4;when11101111= rowtemp2:=11011111;ncol2:=5;when11011111= rowtemp2:=10111111;ncol2:=6;when10111111= rowtemp2:=01111111;ncol2:=7;when01111111= rowtemp2:=11111110;ncol2:=0;when others= rowtemp2:=11111110;ncol2:=0;end case;row2 act:=act1;window:=window1;when01= act:=act2;window:=window2;when10= act:=act3;window:=window3;when11= act:=act4;window:=window4;when others= act:=act4;window:=window4;end case;for i in 0 to 7 loop-lastact = not actlastact(i):=not act(i);-上一次按键对应的动作矩阵lastact-与本次按键所对应的动作矩阵act相反end loop;case count is-形成本次按键所对应字符矩阵的显示范围when0001= col2temp:=one(ncol2) and act(ncol2);when0010= col2temp:=two(ncol2) and act(ncol2);when0011= col2temp:=three(ncol2) and act(ncol2);when0100= col2temp:=four(ncol2) and act(ncol2);when0101= col2temp:=five(ncol2) and act(ncol2);when0110= col2temp:=six(ncol2) and act(ncol2);when0111= col2temp:=seven(ncol2) and act(ncol2);when1000= col2temp:=eight(ncol2) and act(ncol2);when1001= col2temp:=nine(ncol2) and act(ncol2);when1010= col2temp:=star(ncol2) and act(ncol2);when1011= col2temp:=zero(ncol2) and act(ncol2);when1100= col2temp:=sharp(ncol2) and act(ncol2);when others= col2temp:=11111111 and act(ncol2);end case;case lastcount is-形成上一次按键所对应字符矩阵的显示范围when0001= col2temp2:=(one(ncol2) and lastact(ncol2);when0010= col2temp2:=(two(ncol2) and lastact(ncol2);when0011= col2temp2:=(three(ncol2) and lastact(ncol2);when0100= col2temp2:=(four(ncol2) and lastact(ncol2);when0101= col2temp2:=(five(ncol2) and lastact(ncol2);when0110= col2temp2:=(six(ncol2) and lastact(ncol2);when0111= col2temp2:=(seven(ncol2) and lastact(ncol2);when1000= col2temp2:=(eight(ncol2) and lastact(ncol2);when1001= col2temp2:=(nine(ncol2) and lastact(ncol2);when1010= col2temp2:=(star(ncol2) and lastact(ncol2);when1011= col2temp2:=(zero(ncol2) and lastact(ncol2);when1100= col2temp2:=(sharp(ncol2)