《2022年数码管扫描显示控制器设计与实现归类》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年数码管扫描显示控制器设计与实现归类（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验四数码管扫描显示控制器设计与实现一、 实验目的1、进一步了解时序电路设计方法2、掌握多个数码管动态扫描显示的原理及设计方法二、 实验仪器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、 实验原理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，利用人眼睛的视觉暂留现象，只要扫描频率大于50Hz，将看不到闪烁。当闪烁显示的发光二极管闪烁频率较高时，我们将观察到持续点亮的现象。同理，当多个现实数码管一次显示，但切换速度足够快时，我们将观察到所有数码管都是同时显示。一个数码管要稳定显示要求显示频率50Hz ，
2、那么 6 个数码管则需要506=300Hz 以上才能看到持续稳定点亮的现象。对于第一个实验,可以用一个时钟信号同时控制着两个输出,一个是选择的数码管(管脚0-5),一个是选择的显示数字(管脚0-6),在时钟的作用下这两个变量在移动,只要令时钟变化的足够快就可以实现六个数码管同时显示的状态. 对于第二个和第三个实验,利用同样的思路,只不过这个时候需要利用分频器再造出一时钟信号来控制整个系统. 四、 实验内容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 6 个不同的数字图形到6 个数码管上，仿真并下载验证其功能。VHDL 程序截图设计思路： cat1
3、-6对应于 6 个共阴极数码管的公共端，当catn= 0时，其对应的数码管被点亮。通过控制cat16 ，在时钟信号的第一个周期开启第一个数码管，第二个周期开启第二个，以此类推，6 个数码管依次点亮，由于扫描频率很高，我们会看到连续亮的数码管， 1-6 号管分别显示012345. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 仿真波形波形分析：clear 为高电平时，六个数码管串行扫描。numn 分别对应着数码管的7 段，数码管
4、高电平为亮， 低电平暗。Catn 为低电平时， 数字 n 即通过 numn 显示。比如，数字 5， cat “111110”num=“1011011” .只要数码管闪烁频率足够高,就可以看到六个数码管分别显示0-5 六个不同的数字 . clear 为低电平时，有效，波形清零。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 2、 用 VHDL 语言设计并实现六个数码器滚动显示电路。（1）循环左滚动， 始终点亮 6 个数码管，左出右
5、进。状态为：012345 123450 234501 345012 450123 501234 012345 VHDL 代码名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 仿真波形：波形输出分析：因为要实现的是循环左滚动，且状态转移的顺序是012345-123450-234501-345012-450123-501234-012345共六个状态.从图中可以清楚地看出这六个状态转移过程中,发光二极管管脚的变化情况. 输入时钟信号后
6、,6 个数码管的选通控制端在同一时刻始终保持一个低电平其余高电平,在名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 0-5 对应的数码管上输出实验设定的数字,并且由地位向高位依次循环移动. （2）向左滚动，用全灭的数码管填充右边，直至全部变灭，然后再依次从右边一个一个的点亮。状态为：012345 12345X 2345XX 345XXX 45XXXX 5XXXXX XXXXXX XXXXX0 XXXX01 XXX012 XX01
7、23 X01234 012345 ，其中X 表示数码管不显示。VHDL 程序：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 仿真波形：波形分析 : 由波形图可以清楚地看到12 个状态的波形 ,当时钟 clk 变化一
8、些周期之后,波形就转到下一个状态 .如图所示 .状态转移关系 : 012345-12345X-2345XX-345XXX-45XXXX-5XXXXXX-XXXXXX-XXXXX0 -XXXX01-XXX012-XX0123-X01234-012345 五、 故障及问题分析：1.在实验中 ,特别是实验2 和实验 3 是需要两个时钟的,但是下载板上只有一个时钟信号,所以就要用分频器将这个时钟分成两个来进行使用. 2.起初下载到实验板上的数字都是反的,这是由于 ” downto ”的使用导致连接到板子上应该是相反的序号 . 六 总结和结论：1.实验前在编写VHDL 语言的时候要特别的注意考虑实验室实验板的状况,以保证自己的程序能够下载到实验板上进行使用.并且在设计VHDL语言的程序的时候要多看书上的例子,用最简洁的方式实现目的. 2.实验时要特别的认真,从波形图设计截止时间,时钟周期以及输出的表示,到管脚的设定,看准再做 . 3.实验之后要及时总结实验中的问题和解决方法. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -
