实验四 八位七段数码管动态显示电路的设计

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1、八位七段数码管动态显示电路的设计一、实验目的1、了解数码管的工作原理。2、学习七段数码管显示译码器的设计。3、学习VHDL的CASE语句及多层次设计方法。二、实验原理七段数码管是电子开发过程中常用的输出显示设备。在实验系统中使用的是两个四位一体、共阴极型七段数码管。其单个静态数码管如下图4-4-1所示。图4-1静态七段数码管由于七段数码管公共端连接到GND（共阴极型），当数码管的中的那一个段被输入高电平，则相应的这一段被点亮。反之则不亮。共阳极性的数码管与之相么。四位一体的七段数码管在单个静态数码管的

2、基础上加入了用于选择哪一位数码管的位选信号端口。八个数码管的a、b、c、d、e、f、g、h、dp都连在了一起，8个数码管分别由各自的位选信号来控制，被选通的数码管显示数据，其余关闭。三、实验内容本实验要求完成的任务是在时钟信号的作用下，通过输入的键值在数码管上显示相应的键值。在实验中时，数字时钟选择1024HZ作为扫描时钟，用四个拨动开关做为输入，当四个拨动开关置为一个二进制数时，在数码管上显示其十六进制的值。四、实验步骤1、打开QUARTUSII软件，新建一个工程。2、建完工程之后，再新建一个VHD

3、LFile，打开VHDL编辑器对话框。3、按照实验原理和自己的想法，在VHDL编辑窗口编写VHDL程序，用户可参照光盘中提供的示例程序。4、编写完VHDL程序后，保存起来。方法同实验一。1、对自己编写的VHDL程序进行编译并仿真，对程序的错误进行修改。2、编译仿真无误后，根据用户自己的要求进行管脚分配。分配完成后，再进行全编译一次，以使管脚分配生效。3、根据实验内容用实验导线将上面管脚分配的FPGA管脚与对应的模块连接起来。如果是调用的本书提供的VHDL代码，则实验连线如下：CLK：FPGA时钟信号，

4、接数字时钟CLOCK3，并将这组时钟设为1024HZ。KEY[3..0]：数码管显示输入信号，分别接拨动开关的S4，S3，S2，S1。LEDAG[6..0]：数码管显示信号，接数码管的G、F、E、D、C、B、A。SEL[2..0]：数码管的位选信号，接数码管的SEL2、SEL1、SEL0。4、用下载电缆通过JTAG口将对应的sof文件加载到FPGA中。观察实验结果是否与自己的编程思想一致。二、实验现象与结果以设计的参考示例为例，当设计文件加载到目标器件后，将数字信号源模块的时钟选择为1464HZ，拨动

5、四位拨动开关，使其为一个数值，则八个数码管均显示拨动开关所表示的十六进制的值。六、源代码libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_arith.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entitysmgisport(clk:instd_logic;--定义动态扫描时钟信号k:instd_logic_vector(3downto0);--定义四位输入信号ledag:outstd_logic_vector(

6、6downto0);--定义七位输出信号del:bufferstd_logic_vector(2downto0)--定义八位数码管位置显示信号);endsmg;architecturebehaofsmgisSignalkey:std_logic_vector(3downto0);beginprocess(clk)variabledount:std_logic_vector(2downto0);beginifclk'eventandclk='1'then--检测时钟上升沿dount:=dount+1;-

7、-计数器dount累加endif;del<=dount;endprocess;process(del,k)begincase(del)iswhen"000"=>key<=k;--+"0000";when"001"=>key<=k;--+"0001";when"010"=>key<=k;--+"0010";when"011"=>key<=k;--+"0011";when"100"=>key<=k;--+"0100";when"101"=>key<=k;--+"0101";when"110"=>key<=

8、k;--+"0110";when"111"=>key<=k;--+"0111";endcase;endprocess;process(key)begincasekeyiswhen"0000"=>ledag<="0111111";when"0001"=>ledag<="0000110";when"0010"=>ledag<="1011011";when"0011"=>ledag<="1001111";when"0100"=>ledag<="1100110"