实验5-数码管显示设计2015

实验5数码管显示设计,一、实验内容与要求,给出VHDL设计程序，进行编辑，编译，综合，适配，仿真，给出仿真波形，进行硬件测试。扩展：实现在8个数码管上同时显示同学们的学号（后8位，如2009215019）从左到右一次显示为12215019，完成老师给定的任意字符的实现，回答老师部分问题,二、实验目的,（1）学习顺序描述语句case的使用方法（2）学习7段数码显示译码的设计（3）学习硬件扫描电路的设计（动态扫描与静态扫描）,三、背景知识,（1）数码管原理（a）引脚图b）共阴极（c）共阳极图2-5-1。,表2-5-1数码管显示编码,（2）动态显示,所有数码管的8个显示笔划的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制。如有8个数码管，则一共需要16个I/O口（8个段选、8个位选），其中k1k8是位选信号。当输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是哪个数码管会显示出字形，取决于对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开（以共阴数目管为例，低电平选中相应数码管），该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。,背景知识,所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字型码，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，利用发光二极管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人感觉各位数码管同时在显示。动态显示的亮度比静态显示要差一些，但是能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。,8位数码动态扫描显示电路,四.实验方案,观察模式5电路，发现8位数码管的段选线是连在一起的，同时有8个位选线，因此我们只能采用动态扫描的显示形式。【例2-5-1】libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityscanisport(clk:instd_logic;-动态扫描频率seg:outstd_logic_vector(6downto0);-段信号控制输出dig:outstd_logic_vector(7downto0);-位控制信号输出end;,architectureoneofscanissignalain:integerrange0to15;signalabc:std_logic_vector(2downto0);beginp0:process(clk)beginifclkeventandclk=1thenabcdigdigdigdigdigdigdigdignull;endcase;endprocessp1;,提问：（1）从左到右显示是什么？（2）当abc的数值不同时，dig的值与这个顺序相反会怎样？（3）若ain的值放不同的数字会怎样？,p2:process(ain)-译码电路begincaseainiswhen0=segsegsegsegsegsegsegsegsegsegsegsegsegsegsegsegnull;endcase;endprocessp2;end;,五.实验步骤与结果,波形仿真正确后，进行硬件验证。请同学们自行查找确认引脚号。,数码管的扫描频率需要在适当的范围内：频率过低，则不能满足同时显示的要求；频率过高，则会使数码管在显示中有残留，几位相互影响。一般而言，选择几十KHz的频率作为扫描频率比较恰当。观察：扫描频率在几HZ和几十KHZ的时候的现象；SEG7-DP;SEG0-a;DIG7-左第一个数码管；DIG0-右第一个数码管,六.检查,1.波形仿真，会讲2.硬件验证，操作及讲解3.TOOLS-NETLISTVIEWS-观察RTLVIEWS(布局布线前产生，不是设计的最终电路结构）；TECHNOLOGYMAPVIEWS(POSTMAP);TECHNOLOGYMAPVIEWS区别，会讲得出；4.思考本设计所占用器件的资源，能回答出老师提问；,七.实验引申,（1）在例2-5-1的基础上，修改程序，实现在8个数码管上同时/轮流显示同学们的学号或生日或任意字符（左到右或从右到左）！（2）设计一个模24的计数器，在数码管上显示计数过程和结果。提示：首先构成模24的十进制计数器，将计数结果按照个位cnt1和十位cnt2分开保存。然后采用动态扫描显示，设置数码管位选信号dig，扫描第一位数码管时（dig=11111110），将个位数据赋值给信号data（data=cnt1）；扫描第二位数码管时（dig=11111101），将十位数据赋值给信