数字电子线路基础:3-3基于FPGA的数码管显示控制与LED点阵控制.docx
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1、3.3 基于FPGA的数码管显示控制与LED点阵控制1 实验目的(1)通过实验进一步学习Quartus II软件的使用方法。(2)通过实验学习数码管显示控制的基本原理。(3)通过实验学习LED点阵显示控制的基本原理。2 实验仪器设备(1)FPGA开发实验箱。(2)数字万用表。(3)电脑。3 预习(1)复习FPGA开发有关的流程。(2)复习Verilog HDL语言语法。(3)复习实验所用的相关原理。(4)按要求编写实验中要求的硬件描述语言程序。4 实验原理(1)数码管。数码管是多个LED灯的集合,显示译码器的输入是二进制数,输出是对应的十进制的字符,因此译码器的输出根据十进制数的字符显示效果来
2、定义,显示译码器有配合共阴极和共阳极的区分,必须根据实际选用。(2)数码管的动态显示。本实验为LED数码管动态显示控制实验。LED动态显示是将所有相同的段码线并接在一个I/O口上,共阴极端或共阳极端分别由相应的I/O口线控制(本实验箱为共阳极)。由于每一位的段选线都在一个I/O口上,所以每送一个段选码,所有的LED数码管都显示同一个字符,这种显示器是不能用的。解决此问题的方法是利用人的视觉滞留,从段选线I/O口上按位次分别送显示字符的段选码,在位选控制口也按相应的次序分别选通相应的显示位(共阴极送低电平,共阳极送高电平),选通位就显示相应字符,并保持几毫秒的延时,未选通位不显示字符(保持熄灭)
3、。这样,对各位显示就是一个循环过程。从计算机的工作来看,在一个瞬时只有一位显示字符,而其它位都是熄灭的,但因为人的视觉滞留,这种动态变化是觉察不到的。从效果上看,各位显示器能连续而稳定地显示不同的字符,这就是动态显示。(3)LED点阵。LED点阵显示字符的原理和数码管显示原理相似。数码管通过段选和位选来确定那个数码管亮,再通过各个数码管的不断循环点亮,实现动态显示。点阵的显示原理与之相近:点阵通过行选先确定哪一行可以被选通点亮,再通过列选确定所选行的哪几个led可以被点亮,最后在时钟电路的驱动下不断换行显示,从而实现点阵的动态显示。5 实验内容(1)数码管驱动显示。新建工程,调试程序,分配引脚
4、。将程序下载到实验箱,并调试成功。初始代码为数码管依次显示1到8修改实验代码,使数码管能够显示自己学号后8位。参考的器件引脚图参考电路图参考程序:module smg(clk,duan,wei);input clk;output 6:0duan;/数码管段选output 7:0wei;/数码管位选reg 6:0duan;reg 7:0wei;parameterseg0= 7h3f,/参数定义seg1= 7h06,seg2= 7h5b,seg3= 7h4f,seg4= 7h66,seg5= 7h6d,seg6= 7h7d,seg7= 7h07,seg8= 7h7f,seg9= 7h6f,sega
5、= 7h77,segb= 7h7c,segc= 7h39,segd= 7h5e,sege= 7h79,segf= 7h71;reg 2:0cnt;/三位计数器always(posedge clk) begin/时钟每上升一次,计数器加一cnt=cnt+1;endalways(posedge clk) begin/*时钟每上升一次,数码管亮一个,且每次亮的数码管和显示的数字都不同。当时钟频率快到一定程度时,由于人眼的视觉滞留便出现了多个数码管同时点亮的现象*/if(cnt=3b000)begin duan=seg1;wei=8b11111110;endelse if(cnt=3b001)begi
6、n duan=seg2;wei=8b11111101;endelse if(cnt=3b010)begin duan=seg3;wei=8b11111011;endelse if(cnt=3b011)begin duan=seg4;wei=8b11110111;endelse if(cnt=3b100)begin duan=seg5;wei=8b11101111;endelse if(cnt=3b101)begin duan=seg6;wei=8b11011111;endelse if(cnt=3b110)begin duan=seg7;wei=8b10111111;endelse if(cn
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