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1、课 程 设 计 报 告课程名称 数字系统与逻辑设计 课题名称 16*16 点阵显示 专 业 通信工程 班 级 通信工程 1001 班 学 号 201003040135 姓 名 蒋谷波 指导教师 乔汇东 胡瑛 2012 年 7 月 2 日湖南工程学院课 程 设 计 任 务 书课程名称 数字系统与逻辑设计 课 题 16*16 点阵显示 专业班级 通信工程 1001 班 学生姓名 蒋谷波 学 号 201003040135 指导老师 乔汇东 胡瑛 审 批 乔汇东 任务书下达日期 2012 年 6 月 23 日任务完成日期 2012 年 7 月 2 日1 数 字 系 统 与 逻 辑 设 计 课 程 设
2、计 任 务 书一 、设计目的全面熟悉、掌握 VHDL 语言基本知识，掌握利用 VHDL 语言对常用的的组合逻辑电路和时序逻辑电路编程，把编程和实际结合起来，熟悉编制和调试程序的技巧，掌握分析结果的若干有效方法，进一步提高上机动手能力，培养使用设计综合电路的能力，养成提供文档资料的习惯和规范编程的思想。 二、设计要求1、设计正确，方案合理。2、程序精炼，结构清晰。3、设计报告 5000 字以上，含程序设计说明，用户使用说明，源程序清单及程序框图。4、上机演示。5、有详细的文档。文档中包括设计思路、设计仿真程序、仿真结果及相应的分析与结论。 三、进度安排第 二 十 周 星期一： 课题讲解，查阅资料
3、星期二： 总体设计，详细设计星期三： 编程，上机调试、修改程序星期四： 上机调试、完善程序星期五： 答辩星期六-星期天：撰写课程设计报告附：课程设计报告装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分、附件（A4 大小的图纸及程序清单） 。 正文的格式:一级标题用 3 号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋体;行距为 22。正文的内容:一、课题的主要功能；二、课题的功能模块的划分（要求画出模块图） ；三、主要功能的实现；四、系统调试与仿真；五、总结与体会；六、附件（所有程序的原代码，要求对程序写出必要的注释） ；七、评分表。目 录1一.课题要求11.1 问题描述11,2 功能描述2二.程序设计
4、原理2三.系统子程序设计33.1 8 进制计数器设计33.2 16 进制计数器设计33.3 列驱动设计43.4 字体显示设计63.5 顶层文件设计10四.程序框图12五.用户使用说明14六.心得体会16七.源程序清单17八.评分表262一、课题要求1.1 问题描述：本实验主要完成汉字字符在LED 上的显示，16*16 扫描LED 点阵的工作原理与8 位扫描数码管类似，只是显示的方式与结果不一样而已。下面就本实验系统的16*16 点阵的工件原理做一些简单的说明。16*16 点阵由此256 个LED 通过排列组合而形成16 行*16 列的一个矩阵式的LED 阵列，俗称16*16 点阵。单个的LED
5、 的电路如下图11-1 所示：图11-1 单个LED 电路图由上图可知，对于单个LED 的电路图当Rn 输入一个高电平，同时Cn 输入一个低电平时，电路形成一个回路，LED 发光。也就是LED 点阵对应的这个点被点亮。16*16 点阵也就是由16 行和16 列的LED 组成，其中每一行的所有16 个LED的Rn 端并联在一起，每一列的所有16 个LED 的Cn 端并联在一起。通过给Rn 输入一个高电平，也就相当于给这一列所有LED 输入了一个高电平，这时只要某个LED 的Cn 端输入一个低电平时，对应的LED 就会被点亮。具体的电路如下图11-2所示：图 11-2 16*16 点阵电路原理图在
6、点阵上显示一字符是根据其字符在点阵上的显示的点的亮灭来表示的，如下图11-3 所示：图 11-3 字符在点阵上的显示在上图中，显示的是一个“汉”字，只要将被“汉”字所覆盖的区域的点点亮，则在点阵中就会显示一个“汉”字。根据前面我们所介绍的点阵显示的原理，当我们选中第一列后，根据要显示汉字的第一列中所需要被点亮的点对应的Rn置为高电平，则在第一列中需要被点亮的点就会被点亮。依此类推，显3示第二列、第三列第N 列中需要被点亮的点。然后根据人眼的视觉原理，将每一列显示的点的间隔时间设为一定的值，那么我们就会感觉显示一个完整的不闪烁的汉字。同时也可以按照这个原理来显示其它的汉字。下图11-4 是一个汉
7、字显示所需要的时序图：图 11-4 显示时序图1.2 功能描述：本实验的示例程序依次显示的是“湖南工程学院”，要求每隔一秒换下一个字显示。二 程序设计原理LED 点阵每个点都有一个红色的发光二极管。点阵内的二极管间的连接都是行共阳，列共阴。本实验采用共阴，当二极管的共阳极为高电平，共阴极为低电平时，所接点发光；反之处于截止状态，不放光。本实验采取行扫描方式，用列给文字信息，利用周期为 1s 的脉冲来控制所显示的字。本设计由 8 进制计数器(CNT8)，16 进制计数器(CNT16)，字体显示驱动（XIANSHI）和列驱动(HANG)组成。三 系统子程序设计3.1 8进制计数器设计CNT8.vh
8、d 是 8 进制的计数器，其每计一次数，输出一个字。例如当计数为“000B”时显示“湖” ，当计数为“001B”时显示“南” 。给其脉冲周期为 1S。其描述如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;4ENTITY CNT8 ISPORT( CLK1: IN STD_LOGIC;QOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);END ENTITY CNT8;ARCHITECTURE BEHV OF CNT8 ISSIGNAL CQI : STD_LOGIC
9、_VECTOR(2 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(CLK1)BEGINIF (CLK1EVENT AND CLK1=1) THENCQI ROW ROW ROW ROW ROW ROW ROW ROW ROW ROW ROW ROW ROW ROW ROW ROW ROWcase wei iswhen 0000 =b:=0000000000000000; when 0001 =b:=0100000000001000; when 0010 =b:=0010000000001111; when 0011 =b:=0001000010001001;when 0100 =b:=0000
10、000010001001;when 0101 =b:=0100000010001111;when 0110 =b:=0010011111111001;when 0111 =b:=0001000010001001;when 1000 =b:=0000000010001111;when 1001 =b:=0000001111101001;when 1010 =b:=0000101000101001;when 1011 =b:=0001001000101001;when 1100 =b:=0010001111101001;when 1101 =b:=0100000000010011;when 111
11、0 =b:=0100000000100001;when 1111 =b:=0000000000000000; when others=null; end case;When 001=case wei iswhen 0000 =b:=0000000000000000;when 0001 =b:=0000000001000000;when 0010 =b:=0000000010000000;8when 0011 =b:=0001111111111000;when 0100 =b:=0000001000000000;when 0101 =b:=0000010000000000;when 0110 =
12、b:=0000111111111000;when 0111 =b:=0000101000101000;when 1000 =b:=0000100101001000;when 1001 =b:=0000101111101000;when 1010 =b:=0000100010001000;when 1011 =b:=0000101111101000;when 1100 =b:=0000100010001000;when 1101 =b:=0000100010001000;when 1110 =b:=0000000000000000;when 1111 =b:=0000000000000000;w
13、hen others=null; end case;When 010=case wei iswhen 0000 =b:=0000000000000000; when 0001 =b:=0000000000001000; when 0010 =b:=0111111111111100; when 0011 =b:=0000000100000000; when 0100 =b:=0000000100000000; when 0101 =b:=0000000100000000; when 0110 =b:=0000000100000000; when 0111 =b:=0000000100000000; when 1000 =b:=0000000100000000; when 1001 =b:=0000000100000000; when 1010 =b:=0000000100000000; when 1011 =b:=0000000100000000; when 1100 =b:=0000000100000100; when 1101 =b:=1111111111111110; when 1110 =b:=0000000000000000; when
