专题七：动态扫描电路设计剖析.ppt

1、作业：节日彩灯控制器,要求： 1、了解各类节日彩灯的显示方式（主要是动态方式）（上街观察）； 2、将你所了解的情况，画出你的设计思想框图； 3、画出电路框图（用EDA技术）； 4、最后用VHDL语言编程实现； 5、完成课程设计报告；,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

2、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）,LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.all; ENTITY MEMO_RD_WR IS PORT( WR,RD: IN STD_LO

3、GIC; A : IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); B : IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); D : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); Q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); END MEMO_RD_WR;,ARCHITECTURE a OF MEMO_RD_WR IS SIGNAL Q0,Q1,Q2,Q3: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); SIGNAL Q4,Q5,Q6,Q7: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)

4、; BEGIN PROCESS(WR,A) BEGIN IF WR=1 THEN CASE A IS WHEN 000=Q0 Q1Q2 Q3Q4 Q5Q6 Q7NULL; END CASE; END IF; END PROCESS;,PROCESS(RD,B) BEGIN IF RD=1 THEN CASE B IS WHEN 000=Q QQ QQ QQ QNULL; END CASE; END IF; END PROCESS; END a;,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

5、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,LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.all; ENTITY GET_CODE IS PORT(CLK1: IN STD_LOGIC; D : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); RD:OUT STD_LOGIC; A : OUT STD_L

6、OGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); DOUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); END GET_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,ARCHITECTURE a OF GET_CODE IS SIGNAL LOAD: STD_LOGIC; SIGNAL QQ : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); SIGNAL NUM: INTEGER RANGE 7 DOWN

7、TO 0; BEGIN RD=1; LOAD=CLK1; PROCESS(CLK1) BEGIN IF CLK1EVENT AND CLK1=1 THEN NUM=NUM+1; END IF; END PROCESS;,PROCESS(NUM) BEGIN CASE NUM IS WHEN 0 =AAAAAAAANULL; END CASE; END PROCESS; PROCESS(LOAD) BEGIN IF LOADEVENT AND LOAD=1 THEN-上升沿锁存 QQ=D; END IF; END PROCESS; DOUT(7 DOWNTO 0)=QQ(7 DOWNTO 0);

8、 END a;,五、扫描控制器设计,LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.all; ENTITY SCAN_8 IS PORT(CLK2: IN STD_LOGIC; C : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); END SCAN_8;,扫描控制器时序图,ARCHITECTURE a OF SCAN_8 IS SIGNAL NUM: INTEGER RANGE 7 DOWNTO 0; BEGIN PROCESS(CLK2) BEGIN IF CLK2EVENT AND CLK2=1 THEN IF NUMC CC CC CC

9、CNULL; END CASE; END PROCESS; END A;,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,LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.all; ENTITY disp_data IS PORT(CLK: IN STD_LOGIC; WR:OUT STD_LOGIC; A:OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); END disp_data; ARCHITECTURE

10、a OF disp_data IS -SIGNAL QQ : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); SIGNAL NUM: INTEGER RANGE 7 DOWNTO 0; BEGIN WR=1; PROCESS(CLK) BEGIN IF CLKEVENT AND CLK=1 THEN IF NUM=7 THEN NUM=NUM+1; ELSE NUM=0; END IF; END IF; END PROCESS;,PROCESS(NUM) BEGIN CASE NUM IS WHEN 0 =QQQQQQQQNULL; END CASE; END PROCESS; E

11、ND a;,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,LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.all; ENTITY disp_data2 IS PORT(clk,clk1s: IN STD_LOGIC; WR:OUT STD_LOGIC; A:OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); Qout:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); END disp_data2;,ARCHITECTURE a

12、 OF disp_data2 IS SIGNAL NUM1: INTEGER RANGE 7 DOWNTO 0; SIGNAL num2: INTEGER RANGE 8 DOWNTO 0; SIGNAL q0,q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); BEGIN WR=1; process(clk) begin if clkevent and clk=1 then if num1=7 then num1=num1+1; else num1=0; end if; end if; end process;,process(num1) b

13、egin CASE NUM1 IS WHEN 0 =AAAAAAAANULL; end case; end process;,process(clk1s) begin if clk1sevent and clk1s=1 then if num28 then num2=num2+1; else num2=0; end if; end if; end process;,process(num2) begin case num2 is when 0= q0 q0 q0=00000110;q1=01011011;q2=00000000; q3=00000000;q4=00000000;q5=00000000; q6=00000000;q7=00000000;,whe