专题七动态扫描电路设计.ppt

专题七：七段显示器动态扫描电路设计,一、教学内容：七段显示器动态扫描电路设计二、教学目的及要求：1、掌握VHDL语言的基本结构及编程思想。2、掌握七段显示器动态扫描电路设计方法。三、授课课时：6课时,设计要求：,1、设计一个七段数码管动态扫描电路。数码管个数为8个，共阴极接法。2、设计一电路，控制上述电路实现“12345678”八个数字的显示，要求显示方式为：（1）自左至右逐个点亮数码管，最后全亮；再重复以上动作，每次变化时间间隔为1秒。（2）自左至右点亮数码管，每次只点亮一个，最后全息灭，再重复以上动作，每次变化时间间隔为1秒。（3）先中间两个点亮，再依次向外点亮；全亮后，再依次向中间熄灭；重复上述步骤，每次变化时间间隔为1秒。,相当于实现8279的显示部分的功能,一、七段显示器动态扫描电路设计框图,双口RAM,二、存储器设计（8位8字节静态随机存储器SRAM）,LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.all;ENTITYMEMO_RD_WRISPORT(WR,RD:INSTD_LOGIC;A:INSTD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);B:INSTD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);D:INSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);Q:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);ENDMEMO_RD_WR;,ARCHITECTUREaOFMEMO_RD_WRISSIGNALQ0,Q1,Q2,Q3:STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);SIGNALQ4,Q5,Q6,Q7:STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);BEGINPROCESS(WR,A)BEGINIFWR=1THENCASEAISWHEN000=Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7NULL;ENDCASE;ENDIF;ENDPROCESS;,PROCESS(RD,B)BEGINIFRD=1THENCASEBISWHEN000=QQQQQQQQNULL;ENDCASE;ENDIF;ENDPROCESS;ENDa;,仿真结果：,三、同步时钟CLK频率计算,CLK频率计算：根据人的视觉暂留现象，一个数码管所要显示的字符只要在一秒内点亮24次以上，则感觉上该数码管没有熄灭一样。若8只数码管要出现这种效果，要求在一秒内每只数码管要闪亮24次以上。则CLK频率应为24X8192Hz以上，为了减少闪烁现象，达到较好的显示效果，取CLK频率为1024Hz，每秒内每个数码管显示次数为128次。CLK1=CLK;CLK2=CLK;,四、循环取数电路设计,LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.all;ENTITYGET_CODEISPORT(CLK1:INSTD_LOGIC;D:INSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);RD:OUTSTD_LOGIC;A:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);DOUT:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);ENDGET_CODE;,该电路利用地址线A00、A01、A02对存储器循环取数，并通过DOUT7.0送数码管显示。每个CLK1时钟取出一个显示码并立即送数码管显示。,循环取数电路内部功能图,CLK1的上升沿锁存,ARCHITECTUREaOFGET_CODEISSIGNALLOAD:STD_LOGIC;SIGNALQQ:STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);SIGNALNUM:INTEGERRANGE7DOWNTO0;BEGINRD=1;LOAD=CLK1;PROCESS(CLK1)BEGINIFCLK1EVENTANDCLK1=1THENNUMAAAAAAAANULL;ENDCASE;ENDPROCESS;PROCESS(LOAD)BEGINIFLOADEVENTANDLOAD=1THEN-上升沿锁存QQ=D;ENDIF;ENDPROCESS;DOUT(7DOWNTO0)=QQ(7DOWNTO0);ENDa;,五、扫描控制器设计,LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.all;ENTITYSCAN_8ISPORT(CLK2:INSTD_LOGIC;C:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);ENDSCAN_8;,扫描控制器时序图,ARCHITECTUREaOFSCAN_8ISSIGNALNUM:INTEGERRANGE7DOWNTO0;BEGINPROCESS(CLK2)BEGINIFCLK2EVENTANDCLK2=1THENIFNUMCCCCCCCCNULL;ENDCASE;ENDPROCESS;ENDA;,地址,数据线,扫描控制器电路图,存储器电路,读显示码电路,列扫描电路,应用实例一：显示“01234567”八个数字,LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.all;ENTITYdisp_dataISPORT(CLK:INSTD_LOGIC;WR:OUTSTD_LOGIC;A:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);Q:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);ENDdisp_data;ARCHITECTUREaOFdisp_dataIS-SIGNALQQ:STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);SIGNALNUM:INTEGERRANGE7DOWNTO0;BEGINWR=1;PROCESS(CLK)BEGINIFCLKEVENTANDCLK=1THENIFNUM=7THENNUM=NUM+1;ELSENUMQQQQQQQQNULL;ENDCASE;ENDPROCESS;ENDa;,应用实例二：数字增加顺序重复显示“12345678”八个数字,应用实例三：单数字顺序重复显示“12345678”八个数字,七段显示器动态扫描电路设计框图,LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.all;ENTITYdisp_data2ISPORT(clk,clk1s:INSTD_LOGIC;WR:OUTSTD_LOGIC;A:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);Qout:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);ENDdisp_data2;,ARCHITECTUREaOFdisp_data2ISSIGNALNUM1:INTEGERRANGE7DOWNTO0;SIGNALnum2:INTEGERRANGE8DOWNTO0;SIGNALq0,q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7:STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);BEGINWR=1;process(clk)beginifclkeventandclk=1thenifnum1=7thennum1=num1+1;elsenum1AAAAAAAANULL;endcase;endprocess;,process(clk1s)beginifclk1seventandclk1s=1thenifnum28thennum2=num2+1;elsenum2q0q0q0=00000110;q1=01011011;q2=00000000;q3=00000000;q4=00000000;q5=00000000;q6=00000000;q7q0q0q0q0=000001