EDA实验数码管扫描显示电路.doc

实验三 数码管扫描显示电路一、实验目的1、掌握数码管动态扫描显示数据的原理；2、掌握利用EDA软件和VHDL语言设计较复杂时序逻辑电路的方法；二、实验原理实验参考程序：LIBRARY IEEE;USE IEEE.Std_Logic_1164.ALL;USE IEEE.Std_Logic_Unsigned.ALL;ENTITY Dynamic_Disp ISPORT(Clock:IN Std_Logic; En:OUT Std_Logic_Vector(0 to 7); -分别接到八个数码管的公共端 Disp:OUT Std_Logic_Vector(0 to 6); -接数码管的7个控制端END ENTITY Dynamic_Disp;ARCHITECTURE behav OF Dynamic_Disp ISSIGNAL Counter:Integer Range 0 to 7;BEGINPROCESS(Clock)VARIABLE Num:Integer Range 0 to 9;BEGINIF rising_edge(Clock) THEN IF Counter=7 THEN Counter=0; ELSE CounterEnEnEnEnEnEnEnEnEnDispDispDispDispDispDispDispDispDispDispDisp=0000000; END CASE;END IF;END PROCESS;END;常用的显示器件有发光二极管、数码管、液晶显示器等，其中最常用的是数码管。数码管显示数据有两种方式：静态显示方式和动态（扫描）显示方式。所谓静态显示方式，就是将被显示的数据的BCD码过各自的47/8段译显示译码器译码后，分别接到显示译码器的显示驱动端ag/p，而公共端COM则根据数据管的类型（共阴极/共阳极）分别接到GND/VCC。静态显示的优点是控制简单，有几个数码管就用几个译码器，不必修改程序，十分简便。但当系统所需的数码管较多时，这种方法既耗资源，又占用较多的I/O口，N个数码管需要占用7N个引脚（若需要显示小数点，则是8N个引脚）。因此，该接法适合于系统中数码管数量不多的应用场合。图5.1 数码管动态扫描显示接口电路图所谓动态显示方式，就是采用分时的方法，使各个数码管逐个轮流受控显示。在轮流点亮扫描过程中，每个数码管的点亮时间是极为短暂的（约1ms），但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各个数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。在扫描显示方式中，所有数码管的8个笔划段a-h同名端连在一起，所有数码管接收到相同的字形码，但究竟是那个显示器亮，取决于COM端。扫描显示的优点在于消耗的系统资源少，占用的I/O口少，N个数码管只需（7+N）个引脚（若需要显示小数点，则是8N个引脚）。其缺点是控制起来不如静态显示方便。下图3.1 给出了8个数码管动态扫描显示的接口电路图。如果显示器采用共阴极数码管时，则控制各个显示器是否点亮的COM0COM7端口的波形如图3.2所示：下面结合图3.1和图3.2进一步说明动态扫描电路的原理。尽管图3.1中的7段显示码会由SEG7.0 同时传送到每个数码管上，但是由图3.2可知，所有数码管的COM端在任一时刻只有一个是低电平，所以每次只点亮一个数码管。例如，当COM0为低电平时，将点亮最右侧的数码管，图3.2动态扫描控制信号图当COM1有效时，将点亮右起第二个数码管，依次类推。只要COM0COM7的扫描频率超过人的眼睛视觉暂留频率24Hz以上，就可以达到每次单独点亮一个显示器，却能享有8个同时显示的视觉效果，而且显示也不致闪烁抖动。在本实验中，就是根据上述数码管扫描显示原理，在EDA实验开发系统上的8个数码管上从右到左依次显示数字0数字7。三、实验步骤1、根据图3.1和图3.2所示的数码管扫描显示原理，在Quartus下编写一个VHDL程序，用来实现在8个数码管上从右到左依次显示数字0数字7 (参考程序见本实验末)，并对其进行编译、仿真和时序分析；2、选择合适的实验电路结构图