数码管扫描显示控制器的设计与实现

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1、数码管扫描显示控制器的设计与实现北京邮电大学数字电路与逻辑设计实验报告实验名称：数码管扫描显示控制器的设计与实现学院：信息与通信工程学院班级：2009211129班姓名：学号：任课老师：实验日期：成绩：14/14数码管扫描显示控制器的设计与实现一、实验概况1.实验名称：数码管扫描显示控制器的设计与实现2.1)实验摘要：本实验是通过VHDL编程，控制数码管的输入输出信号，从而实现多个数码管动态显示。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，循环依次点亮多个数码管，利用人眼的视觉暂留现象，只

2、要扫描的频率大于50Hz，将看不到闪烁现象。于是，我们将观察到持续点亮的现象。进一步，我们还可以通过编写VHDL程序来控制多个数码管的显示状态。2)关键词：VHDL数码管扫描视觉暂留3.设计任务基本要求：l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。l用VHDL语言设计并实现六个数码管滚动显示电路。Ø循环左移动，始终点亮6个数码管，左出右进。状态为：012345→123450→234501→345012→450123→501234→012345

3、。Ø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→XX0123→X01234→012345，其中‘X’表示数码管不显示。二、设计概况1．总体结构框图：其次了解选通信号CAT[]控制端的工作原理然后还要掌握基本的VHDL编程语句，程序结构基础知识，调试技能首先需要了解一个七段数码管的工作原理最后编写程序，调试程序，下载观察实验现象控制改变一

4、次显示状态所需要的时间。即合理的充电时间如果有错误，检查程序逻辑，程序编写规则，修改后，重新编译下载扫描电路控制六个数码管在一次显示状态中的不同显示数字14/14数码管扫描显示控制器的设计与实现1．设计思路l单个数码管的工作原理共阴极数码管的字型代码如下：这里只列举出简单的七位代码表示，具体功能表参见《数字电路与逻辑设计》第111页表3.5.7。abcdefg十进制abcdefg十进制1111110010110115011000010011111611011012111000071111001311111118011

5、0011411100119l选通信号CAT[]的工作原理CAT[]（1~6）的控制端信号时序波形图上图是数码管选通控制信号，分别对应于6个共阴极数码管的公共端，当CAT[x]=‘0’时，对应的数码管被点亮。因此，通过控制CAT[1]~CAT[6]，就可以控制6个数码管循环依次点亮。在具体的VHDL编写中，可以将CAT[]设置为输出信号，类型为6维向量，每受到一个有效时钟信号，则CAT[]信号中的标志位‘0’位向后移动，共有6中情况，可以设置一个计数变量address，以方便在响应时钟信号时做算术运算。总结以上思路，当

6、有效的时钟信号到来时，address做一次运算，CAT[]控制信号发生一次变化，从而使相应的数码管被点亮。紧接着下一个有效时钟信号到来，开始新一次的变化，有一个数码管被点亮。如果时钟信号的频率足够高，由于人的视觉暂留现象，我们就会观察到多个数码管同时点亮的现象。但是考虑到实际扫描频率中频率过快大于一个门的响应延时，所以在过程中还需要分频和降频。l滚动显示电路经过上面的分析，已经理解了静态数字显示电路的原理，在这个基础上，如果要使这个数字显示电路滚动起来，也就相当于再加一个外部时钟，用来控制各个状态间的循环。至于计数周

7、期到底在某个范围内合适，则是通过修改调试出来的结果。一、实际实现1.VHDL代码和中文注释l静态数字显示LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYsweepIS14/14数码管扫描显示控制器的设计与实现PORT(clk,rst:INSTD_LOGIC;--rst复位，高有效tubes:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0);--七段数

8、码管cats:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(5DOWNTO0));--控制端ENDsweep;ARCHITECTUREsweep_archiOFsweepISSIGNALaddress:STD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);--记录控制端信号中‘0’的位--置，亦即当前数码管的位置SIGNALtime:INTEGERR