数字电路与逻辑设计实验报告-数码管扫描显示控制器的设计与实现

数码管扫描显示掌握器的设计与实现一、六个数码管串行扫描电路试验任务要求：VHDL⑵把握多个数码管动态扫描显示的原理及设计方法设计思路和过程VHDL0、1、2、3、4、566个数码管上，仿真并下载验证其功能:输出，低电平点亮管，使“05”6056catk号数码管亮时输出k.〔6个数码管需要0123、4、566个数码管上VHDL程序LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYshiyanshi1ISPORT(clk,clear:INSTD_LOGIC;cat:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(5downto0);b:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6downto0));endshiyanshi1;ARCHITECTUREshumaguanOFshiyanshi1ISSIGNALq_temp:STD_LOGIC_VECTOR(2downto0);BEGINBEGINIF(clk”eventandclk=”1”)THENIFclear=”0”THENq_temp<=“000“;ELSIFq_temp=“101“THENq_temp<=“000“;ELSEq_temp<=q_temp+1;ENDIF;CASEq_tempISWHEN“000“=>cat<=“111110“; --0WHEN“001“=>cat<=“111101“; --1WHEN“010“=>cat<=“111011“; --2WHEN“011“=>cat<=“110111“; --3WHEN“100“=>cat<=“101111“; --4WHEN“101“=>cat<=“011111“; WHENOTHERS=>cat<=“111111“;ENDCASE;CASEq_tempISWHEN“000“=>b<=“1111110“; --0WHEN“001“=>b<=“0110000“; --1WHEN“010“=>b<=“1101101“; --2WHEN“011“=>b<=“1111001“; --3WHEN“100“=>b<=“0110011“; --4WHEN“101“=>b<=“1011011“; WHENOTHERS=>b<=“0000000“;ENDCASE;ENDIF;ENDPROCESS;ENDshumaguan;仿真波形图仿真波形图分析如图,clearcp，cat5cat00505。当时钟频率足够大〔300Hz〕时，数码管可以稳0、1、2、3、4、56个不同的数字图形到6个数码管上。故障及问题分析故障：下载到试验板上后不能正确显示数字态a,b,c,d,e,f,gb0b7a,b,c,d,e,f,g1．试验任务要求：VHDL2．设计思路和过程VHDL012345→123450→234501→345012→450123→501234→012345：M=605；5个数码管依次点亮。当数字输出一个循环时产生一个信号flag，使cat临时不变，然后数字进入下个循环，cat6这样做相当于数字每循环一次,cat012345→123450→234501→345012→450123→501234→012345。为了使数码管能稳定显示，加一个McatCNTOUT，cat6CNTOUTM〔M示的数字的一一对应关系是稳定的〕才能发出下个信号flag使cat再次停滞。VHDLLIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYshiyanshi2ISPORT(CLK:INSTD_LOGIC;Y:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0);CAT:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(5DOWNTO0);SEL:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0));ENDENTITYshiyanshi2;ARCHITECTUREARTOFshiyanshi2ISSIGNALCNTOUT:STD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);SIGNALS,S1:STD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);SIGNALJS:STD_LOGIC_VECTOR(8DOWNTO0);SIGNALCLR:STD_LOGIC;SIGNALFLAG:STD_LOGIC;BEGINP1:PROCESS(CLK,FLAG)BEGINIF(CLK”EVENTANDCLK=”1”THEN clk高电平IFCNTOUT=“101THEN --6计数器CNTOUT<=“000“;ELSECNTOUT<=CNTOUT+1;ENDIF;IFJS=“100000000“THEN 该段为分频器JS<=“000000000“;ELSEENDIF;CLR<=JS(8);IFFLAG=”1THEN 该段为掌握数码管的滚动IFS=“101“THENS<=“000“;ELSES<=S+1;ENDIF;ELSEENDIF;

S<=S;ENDIF;ENDPROCESS;BEGINCASECLRISWHEN”1”=>IFCNTOUT=“101“THENFLAG<=”0”;ELSEENDIF;WHEN”0”=>FLAG<=”1”;ENDCASE;ENDPROCESS;BEGINCASESIS 该段为几号数码管亮WHEN“000“=>CAT<=“111110“;WHEN“001“=>CAT<=“111101“;WHEN“010“=>CAT<=“111011“;WHEN“011“=>CAT<=“110111“;WHEN“100“=>CAT<=“101111“;WHEN“101“=>CAT<=“011111“;WHENOTHERS=>CAT<=“111111“;ENDCASE;ENDPROCESS;BEGINCASECNTOUTIS 该段为显示数字WHEN“000“=>Y<=“1111110“;WHEN“001“=>Y<=“0110000“;WHEN“010“=>Y<=“1101101“;WHEN“011“=>Y<=“1111001“;WHEN“100“=>Y<=“0110011“;WHEN“101“=>Y<=“1011011“;WHENOTHERS=>Y<=“0000000“;ENDCASE;ENDPROCESS;ENDARCHITECTUREART;仿真波形图图甲：图乙：图丙：仿真波形图分析如图，CLKYCNTOUTSELCAT5CAT0SELCNTOUTMSEL6345012→450123。故障及问题分析故障一：一开头数码管不能稳定显示分析：没有设计分频器，数码管的各个状态持续时间都不够长。M=256catMflagcatM66*M故障二：增加分频器后数码管仍不能稳定显示CNTOUTMflagcatMcatflag解决：使cat每次停滞时间只有一个时钟周期。三、总结和结论是MAX7000S系列；把握了QUARTUS