34利用拨码开关控制数码管进行十六进制数字显示说明书.doc

中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名:胡修勇学 号：1106024234学 院:仪器与电子学院专 业:微电子科学与工程题 目:利用拨码开关控制数码管进行十六进制数字显示指导教师： 李圣昆 职称: 讲师 2014 年 6 月 22 日目录1.课程设计目的12课程设计内容和要求13设计方案及其实现13.1设计思路 13.2工作原理及原理图 13.3模块功能描述 23.4仿真结果 33.5实验箱验证情况 44课程设计总结85参考文献81课程设计目的（1）学习操作数字电路设计实验开发系统，掌握液晶显示器的工作原理及应用。（2）掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计方法。（3）学习掌握可编程器件设计的全过程。2课程设计内容和要求1学习掌握拨码开关控制模块、数码管的工作原理及应用；2.熟练掌握VHDL编程语言，编写拨码开关控制模块的控制逻辑；3.仿真所编写的程序，模拟验证所编写的模块功能；4.下载程序到芯片中，硬件验证所设置的功能，能够实现十六进制数字的显示；5.整理设计内容，编写设计说明书。3设计方案及其实现3.1设计思路由于七段数码管（外加小数点）是共阴极的，可以用七个电平驱动数码管的显示。通过对不同管脚的点亮，使数码管显示16进制的每个数字。可以用四个拨码开关组合成4位二进制对应BCD码以表示16进制。当四位BCD码变化时，在输出端输出相应的高低电平以驱动七段数码管的显示。3.2工作原理及原理图七段共阴极数码管由数码管由abcdefg七段组成，分别对不同的引脚写高电平可以点亮。在输入端输入相应的bcd码，在输出端就会产生相应的电平以驱动数码管的显示。由于只需要16个数的显示。那么拨码开关只需用四个就可以实现16个数字的表示。工作原理图如下：七段数码管如下图所示：由图知，如果要显示数字“0”，只需点亮abcdef段,对应的输出端电平为1111110.要显示数字“1”，只需点亮bc段,对应的输出端电平为0110000如果要显示字母“A”，只需点亮abcefg段,对应的输出端电平为1110111.如果要显示字母“b”，只需点亮cdefg段,对应的输出端电平为0011111.同理可以显示其他数字和字母。3.3模块功能描述根据输出功能的要求，写出如下vhdl代码已实现所需的功能。library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity bomakaiguan isport(indata:in std_logic_vector(3 downto 0);output:out std_logic_vector(6 downto 0);end entity;architecture action of bomakaiguan issignal Y:std_logic_vector(6 downto 0);beginprocess(indata)begincase indata iswhen0000=YYYYYYYYYYYYYYYYY=0001000;end case;output=Y;end process;end architecture;3.4仿真结果通过对四个输入端（对应于拨码开关的高或低电平信号）输入十六个四位BCD码数字，然后仿真得出以下波形图，有七个输出端分别对应数码管的七个段发光二极管。3.5实验箱验证情况对FPGA分配引脚，保存并重新编译，如下图。将程序仿真编译后下载到FPGA芯片，如图。拨动拨码开关，可以在数码管上依次显示16进制的数字。以下是拨动拨码开关显示的16进制数的截图，从0到F的显示。4课程设计总结通过本次实验，掌握了对FPGA的简单控制、应用及开发流程。要实现某一功能，首先应根据要求查找相关资料，确定实现方案。然后设计输入，对输入的文件编译后波形仿真。经过仿真后下载到FPGA再进行验证，最终实现功能。5参考文献1任勇峰，庄新敏.VHDL与硬件实现速成.北京：国防工业出版社，20052.侯伯亨，顾新.VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计.西安：西安电子科技大