《VHDL数码管动态扫描》由会员分享，可在线阅读，更多相关《VHDL数码管动态扫描（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、北京邮电大学数电实验报告实验名称：数码管扫描显示控制器设计与实现学 院：信息与通信工程姓 名：班 级：学 号：班内序号：实验目的1. 掌握VHDL语言的语法规范，掌握时序电路描述方法；2. 掌握多个数码管动态扫描显示的原理和设计方法.二 实验所用仪器及元器件1. 计算机2. 直流稳压电源3. 数字系统与逻辑设计实验开发板三 实验任务及要求1. 用 VHDL 语言设计并实现六个数码管串行扫描电路，要求同时显示0， 1， 2， 3， 4， 5 这六个不同的数字图形到六个数码管上，仿真下载验证其功能。2. 用 VHDL 语言设计并实现六个数码管滚动显示电路。（选作）（1）循环滚动，始终点亮6 个数码
2、管，左出右进。状态为：012345123450234501 345012450123501234012345四 实验设计思路及过程1. 实验原理为使得输入控制电路简单且易于实现，采用动态扫描的方式实现设计要求。动态 扫描显示需要由两组信号来控制：一组是字段输出口输出的字形代码，用来控制显示的 字形，称为段码；另一组是位输出口输出的控制信号，用来选择第几位数码管工作，称 为位码。各位数码管的段线并联，段码的输出对各位数码管来说都是相同的。因此在同一 时刻如果各位数码管的位选线都处于选通状态的话， 6 位数码管将显示相同的字符。若 要各位数码管能够显示出与本位相应的字符，就必须采用扫描显示方式，即
3、在某一时刻， 只让某一位的位选线处于导通状态，而其它各位的位选线处于关闭状态。同时，段线上 输出相应位要显示字符的字型码。这样在同一时刻，只有选通的那一位显示出字符，而 其它各位则是熄灭的，如此循环下去，就可以使各位数码管显示出将要显示的字符。虽然这些字符是在不同时刻出现的，而且同一时刻，只有一位显示，其它各位 熄灭，但由于数码管具有余辉特性和人眼有视觉暂留现象，只要每位数码管显示间隔足 够短，给人眼的视觉印象就会是连续稳定地显示。总之，多个数码管动态扫描显示，是将所有数码管的相同段并联在一起，通过选 通信号分时控制各个数码管的公共端，循环一次点亮多个数码管，并利用人眼的视觉暂 留现象，只要扫
4、描的频率大于50Hz,将看不到闪烁现象。6个数码管则需要50*6=300Hz 以上才能看到持续稳定点亮的现象。2. 设计思路设计时序电路，实验板上产生的时钟信号的频率为50MHz，频率过高，需要经过 分频后才能满足电路的时延要求，所以需要经过一个分频器系数为2k的分频器，产生 25kHz的扫描信号作为时钟，驱动计数器工作。选用模值为6的计数器，通过一个3线 至6线译码器，产生段码，依次控制6个LED的亮灭，使得某一时刻有且仅有一个LED 点亮，同时产生对应的位段，将点亮的 LED 数码管赋值显示为相应的数码予以显示。由于扫描频率较高，6位LED数码管序列将显示持续稳定的0至5的数码。3.VHD
5、L代码实验任务 1： 实现代码：(1)分频系数为2k的分频器：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity div_2K isport(clk_in:in std_logic; clk_out:out std_logic);end div_2K;architecture a of div_2K issignal temp:integer range 0 to 1999;beginp1:process(clk_in)beginif clk_inevent and clk_in=1 t
6、henif temp=1999 thentemp=0;else temp=temp+1;end if;end if;end process p1;p2:process(temp)beginif temp=1999 thenclk_out=1;elseclk_outWHEN 1 =WHEN 2 =WHEN 3 =WHEN 4 =WHEN 5 =WHEN OTHEND CASE ;in=CLK,clk_out=clk_tmp);ISBT = 011111 ; A = 0 ;BT = 101111 ; A = 1 ;BT = 110111 ; A = 2 ;BT = 111011 ; A = 3 ;
7、BT = 111101 ; A = 4 ;BT = 111110 ; A NULL ;-3线至 6 线译码器-A 为位码-实现模6 计数器-实现数码管的显示功能END PROCESS P1;P2:process(clk_tmp)BEGINIF clk_tmpEVENT AND clk_tmp= 1 THEN if CNT6 = 5 thenCNT6 = 0;elseCNT6 SG SG SG SG SG SGCLK,clk_out=clk_tmp); P1:process(CNT6)-3 线至 6 线译码器-A 为位码BEGINCASE CNT6 ISWHEN 0 = BT = 011111
8、; A BT = 101111 ; A BT = 110111 ; A BT = 111011 ; A BT = 111101 ; A BT = 111110 ; A NULL;END CASE ;END PROCESS P1;P2:process(clk_tmp)BEGINIF clk_tmpEVENT AND clk_tmp= 1 THEN-实现模 6 计数器if CNT6= 5 thenCNT6= 0;else-设置标志-相当于另一个时钟-计数周期为 5000-当记满 5000 时左移动一位-不满5000 继续计数CNT6=CNT6 + 1; end if;IF (FLAG = 6) T
9、HENFLAG = 0;END IF;IF COUNT =4999 THENCOUNT = 0;FLAG =FLAG+1;ELSECOUNT =COUNT+1;END IF;END IF;END PROCESS P2;P3:process(A,FLAG,FLAG_A)BEGINFLAG_A SG SG SG SG SG SG NULL ;END CASE ;END PROCESS P3;END ACE;代码分析：代码主体和实验任务1 中一致，基本思想也一致。为实现移位，关键改动 为新增一个计数器，技术周期远远大于扫描周期，这样，在一个大的计数周期内，对于要 显示的 6 位数码进行动态扫描(和实验任务 1 中相同)，显示出 6 种移位状态中的一种； 在下一个大的周期内，利用FLAG标志，并使用求余运算将显示位的数码移位，比如，大 的计数周
