实验3 数码管扫描显示电路(1)
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一、实训目的本次实训旨在通过实际操作,让学生掌握数码管动态显示的原理,了解数码管动态扫描显示电路的设计方法,提高学生使用Verilog HDL进行层次化设计电路的能力。
通过实训,学生能够理解并应用动态扫描显示数码管、数据选择器及其信号分配方法,同时熟悉使用可编程芯片(如FPGA/CPLD)控制多位动态扫描数码管的显示。
二、实训环境1. 实训设备:FPGA开发板、数码管、信号源、示波器等。
2. 软件工具:Quartus II、ModelSim等。
3. 实训教材:相关电子设计教材、Verilog HDL编程指南。
三、实训原理数码管动态显示技术是利用人眼的视觉暂留效应,通过快速切换显示不同的数码管,使观察者感觉多个数码管同时显示。
具体原理如下:1. 数码管结构:数码管由若干个LED段组成,通过点亮不同的段来显示数字或字符。
2. 共阳/共阴数码管:数码管分为共阳和共阴两种类型。
共阳数码管的阳极连接在一起,共阴数码管的阴极连接在一起。
3. 动态扫描:通过控制每个数码管的点亮和熄灭,实现多位数码管的动态显示。
4. 数据选择器:用于选择要显示的数字或字符对应的段编码。
四、实训过程1. 设计3位数码管动态扫描显示电路:- 使用Verilog HDL设计数码管显示模块,包括段编码生成、位选控制、时钟分频等。
- 设计数据选择器,用于选择要显示的数字或字符对应的段编码。
- 设计主控制器,用于控制动态扫描的时序。
2. 实现显示功能:- 将学号的后3位数字输入到数码管显示电路中。
- 使用可编程芯片(如FPGA/CPLD)实现电路的编译和下载。
3. 提高性实验:- 增加一个功能切换控制开关,实现数码管显示数字的自动循环移位。
- 设计其他显示功能,如显示不同的字符或图案。
4. 实验测试:- 使用示波器观察数码管显示电路的时序信号,确保电路正常工作。
- 使用Quartus II进行仿真测试,验证电路的功能。
五、实验结果与分析1. 3位数码管动态扫描显示电路:- 成功实现了学号后3位数字的动态显示。
一、实验目的1. 掌握数码管动态扫描显示的原理和编程实现方法;2. 熟悉单片机与数码管之间的接口连接;3. 学会使用定时器中断控制数码管的动态显示;4. 培养动手能力和问题解决能力。
二、实验原理数码管动态显示是通过单片机控制多个数码管同时显示不同的数字或字符,利用人眼的视觉暂留效应,实现快速切换显示内容,从而在有限的引脚数下显示更多的信息。
实验中,我们采用动态扫描的方式,依次点亮数码管,通过定时器中断控制扫描速度。
三、实验器材1. 单片机开发板(如51单片机、AVR单片机等);2. 数码管(共阳/共阴自选);3. 连接线;4. 电阻;5. 实验台;6. 编译器(如Keil、IAR等)。
四、实验步骤1. 设计电路图:根据实验要求,设计单片机与数码管的连接电路图,包括数码管的段码、位选信号、电源等。
2. 编写程序:使用C语言或汇编语言编写程序,实现数码管的动态显示功能。
(1)初始化:设置单片机的工作模式、定时器模式、端口方向等。
(2)显示函数:编写显示函数,实现数码管的点亮和熄灭。
(3)定时器中断服务程序:设置定时器中断,实现数码管的动态扫描。
3. 编译程序:将编写的程序编译成机器码。
4. 烧录程序:将编译后的程序烧录到单片机中。
5. 连接电路:将单片机与数码管连接好,包括数码管的段码、位选信号、电源等。
6. 运行实验:打开电源,观察数码管的显示效果。
五、实验结果与分析1. 实验结果:数码管按照预期实现了动态显示功能,依次点亮每位数码管,并显示出不同的数字或字符。
2. 分析:(1)通过调整定时器中断的周期,可以改变数码管的扫描速度,从而控制显示效果。
(2)在编写显示函数时,要考虑到数码管的共阳/共阴特性,选择合适的点亮和熄灭方式。
(3)在实际应用中,可以根据需要添加其他功能,如显示时间、温度等。
六、实验总结1. 通过本次实验,掌握了数码管动态显示的原理和编程实现方法。
2. 熟悉了单片机与数码管之间的接口连接,提高了动手能力。
bcd译码的多位数码管扫描显示实验总结
BCD译码器是将二进制代码转换为十进制数码管显示的重要电子元器件之一,多位数码管扫描显示实验则是将多个BCD译码器联接起来,以实现同时显示多位数字。
该实验对于电子工程领域的学习和实践都具有重要意义,下面是本人对该实验的总结:
1. 实验目的
通过本实验,可以掌握BCD译码器的原理和使用方法,了解多位数码管的扫描显示原理,提高对数字电路的理解和应用能力。
2. 实验内容
本次实验主要内容包括搭建多位数码管扫描显示电路、编写控制程序实现数字的连续显示等。
3. 实验步骤
(1) 准备工作:选取适当数量的BCD译码器和数码管,按照电路图连接相应的引脚,确定好电源和地线的接法。
(2) 编写程序:根据所选单片机的指令集和IO口映射,编写相
应的控制程序,使得数字可以在多位数码管上连续显示。
(3) 调试测试:连接好电路后,进行电源接入并检查是否正常运行,检查各个引脚的连接是否正确。
然后进行程序的上传并测试,观察数码管上数字的连续变化情况。
4. 实验结果
通过本次实验,我成功地搭建了一个多位数码管扫描显示电路,并且编写了相应的控制程序,使得数字可以在多位数码管上连续显示。
在调试测试过程中,我发现有时会出现数字显示不清晰或者闪烁等问题,这可能是由于电压不稳定、引脚接触不良等原因造成的,需要进行相应的排查和处理。
5. 总结
通过本次实验,我对BCD译码器和多位数码管扫描显示的原理和应用有了更深入的了解和认识,同时也提高了自己的实践能力和动手能力。
在今后的学习和实践中,我将继续深入探究数字电路的相关知识,为自己的技术发展打下坚实的基础。
数码管动态扫描实验一、实验目的学习计数器的设计、分析合测试方法。
学习硬件扫描显示电路的设计方法。
二、实验仪器1、PC机2、SW-51PROC单片机综合实验平台三、实验内容编写一段程序,用单片机P0口和P2口的I/O输出去控制8位的数码管显示,实现如下功能:使数码管上显示1、2、3、4、5、6、7、8。
四、实验步骤:1、用Protues设计数码管动态扫描显示电路;2、在KeilC51中编写识别程序,通过后与Protues联合调试;3、启动仿真,观察数码管显示是否正确;4、用Protues设计脉冲计数电路,仿真调试、运行程序并查看效果。
五、电路设计及调试:1、实验电路:2、程序设计与调试:①实验程序:【12345678】#include<reg52.h>#define uintunsigned int#define ucharunsigned charuchar codeDisplsy[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80}; uchar codeTemble[]={0,1,2,3,4,5,6,7};void delay(uint z){uchar t;while(z--) for(t=120;t>0;t--);}void main(){uchar i;P0=0xff;P1=0;while(1){if(i==8)i=0;P1=Temble[i];P0=~Displsy[i+1];i++;delay(2);}}【脉冲计时】#include<reg52.h>#define uintunsigned int#define ucharunsigned charucharcodeDisplay[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; uchar codeTemble[]={0,1,2,3,4,5,6,7};uchar Flag;uint Num;void delay(uint z){uchar t;while(z--) for(t=120;t>0;t--);}voidTest2(void){TR1 = 1;while(1){Num = TH1;Num = Num << 8;Num |= TL1;P1 = 7;P0 = ~Display[Num%10];delay(3);P1 = 6;P0 = ~Display[Num%100/10];delay(3);P1 = 5;P0 = ~Display[Num%1000/100];delay(3);P1 = 4;P0 = ~Display[Num%10000/1000];delay(3);P1 = 3;P0 = ~Display[Num%100000/10000];delay(3);P1 = 2;P0 = ~Display[Num%1000000/100000];delay(3);P1 = 1;P0 = ~Display[Num%10000000/1000000];delay(3);P1 = 0;P0 = ~Display[Num%100000000/1000000];delay(3);}}void main(){TMOD = 0x50;TH1 = 0x00;TL1 = 0x00;EA = 1;ET1 = 1;TR1 = 0;while(1){Test2();}}②调试:③实验结果:1、数字1~8分别显示在8个数码管上,显示无闪烁。
实验三数码管动态显示程序设计实验目的1、理解数码管动态显示原理2、理解数码管动态显示电路的设计方法3、掌握数码管动态显示程序的设计方法实验仪器单片机开发板、万利仿真机、稳压电源、计算机实验内容1、动态扫描显示程序2、特征位小数点控制显示程序实验电路图实验步骤及调试信息1、新建实验项目2、输入实验程序并补充完整;------------------------------------------------------;数码管动态显示程序;包含小数点显示;位选码输出有两种方式:; DispSelection1: 一次一位; DispSelection2: 一次一字节;; 2009-08-20;-------------------------------------------------------LEDCLK bit P3.4LEDDIN bit P2.3LEDDATA data P0dseg at 30hdispbuf: ds 8 ;显示缓冲区8字节disppoint: ds 1 ;小数点控制数据maincode SEGMENT CODECSEG at 0LJMP StartRSEG maincodeStart: CLR E Amov sp,#0c0hmov dispbuf ,#08hmov dispbuf+1, #04hmov dispbuf+2, #00hmov dispbuf+3, #08hmov dispbuf+4, #02hmov dispbuf+5, #00hmov dispbuf+6, #02hmov dispbuf+7, #07hmov disppoint,#02h ;第2位小数点亮LCALL dispSJMP $-3;------------------------------------------------------;数码管动态显示程序;包含小数点显示;位选码输出有两种方式:; DispSelection1: 一次一位; DispSelection2: 一次一字节;; 2009-08-20;-------------------------------------------------------Disp: MOV R7,#8MOV R0,#dispbufCLR LEDCLKSETB L EDDINDisp1: MOV A,@R0MOV DPTR,#DispTabMOVC A,@A+DPTRcpl a; LCALL Dispdot ;显示小数点程序MOV LEDDA TA,A ;在输出之前加入显示小数点程序LCALL DispSelection1 ;输出位选择信号,DispSelection2是第二种; lcall dispsel3LCALL Delay1msmov p2,#0ffhINC R0DJNZ R7,Disp1mov p2,#0ffhRET;-------------------------------------------------;位选码以一次一位方式输出;-------------------------------------------------dispsel3:mov dptr,#DispSTabmov a,r7movc a,@a+dptrcpl a; swap amov p2,aretDispSelection1:CJNE R7,#8,DispSelection11CLR L EDDINDispSelection11:SETB LEDCLKNOPCLR L EDCLKSETB LEDDINRET;-------------------------------------------------;位选码以一次一字节方式输出;-------------------------------------------------DispSelection2:MOV B,#8MOV DPTR,#DispSTabMOV A,R7MOVC A,@A+DPTRCPL ADispSelection21:RLC AMOV LEDDIN,CSETB LEDCLKNOPCLR L EDCLKDJNZ B,DispSelection21RETDispSTab: DB 00H,80H,20H,40H,10H,08H,04H,02H,01H;位选码数据表dispa equ 80h ;数码管各段数据定义dispb equ 40hdispc equ 20hdispd equ 10hdispe equ 08hdispf equ 04hdispg equ 02hdisph equ 01hdisp8 equ 0ffh-disphDispTab: db disp8-dispg,dispb+dispc,dispa+dispb+dispg+dispd+dispe ;0,1,2 db disp8-dispe-dispf,disp8-dispa-dispd-dispe,disp8-dispb-dispe;3,4,5db disp8-dispb,dispa+dispb+dispc,disp8,disp8-dispe ;6,7,8,9db disp8-dispd,disp8-dispa-dispb,disp8-dispb-dispc-dispg ;a,b,cdb disp8-dispa-dispf,disp8-dispb-dispc,disp8-dispb-dispc-dispd;d,e,fdb disp8-dispb-dispc,0ffh,00h,dispg ;H,全亮,全暗,-;--------------------------------------------------------------------;特征位小数点控制显示程序;把小数点显示程序加到显示码输出之前;输入:A : 显示译码值; R7:当前正在显示的LED编号;输出:无;--------------------------------------------------------------------Dispdot:MOV B,AMOV A,R7MOV DPTR,#DispSTabMOVC A,@A+DPTRANL A,disppointSETB C ;本行及以下4行可改成MOV C,PJZ Dispdot1CLR C;点亮小数点Dispdot1:CPL C ;本行根据情况增减MOV A,BCPL AMOV ACC.7,C ;小数点由D7控制; MOV LEDDA TA,A ;本行可以删除RETDelayNms:LCALL Delay1msDJNZ R7, $-3RETDelay1ms:PUSH 07MOV R7,#250 ;1msNOPNOPDJNZ R7, $-2POP 07RETEND3、编译下载实验程序,并修改错误(按附录说明)4、全速运行程序,查看实验现象。
一、实验目的1. 了解数字显示器的基本原理和分类。
2. 掌握数字显示器的设计方法和应用。
3. 学会使用数码管和LCD显示器进行数字显示。
4. 提高动手实践能力和问题解决能力。
二、实验内容1. 数码管显示实验2. LCD显示器显示实验三、实验原理1. 数码管显示原理:数码管是一种半导体发光器件,由若干个发光二极管(LED)组成,每个LED代表一个数码管的笔画。
通过控制LED的亮灭,可以显示不同的数字和字符。
2. LCD显示器显示原理:LCD显示器是一种液晶显示器,通过液晶分子的旋转控制光的透过与阻挡,实现图像的显示。
LCD显示器主要由液晶面板、背光源、偏振片、驱动电路等组成。
四、实验步骤1. 数码管显示实验(1)搭建电路:将数码管与AT89C51单片机连接,连接方式包括共阴极和共阳极两种。
(2)编写程序:使用C语言编写程序,实现数码管显示数字和字符。
(3)调试程序:使用Keil软件对程序进行编译和调试,观察数码管显示效果。
2. LCD显示器显示实验(1)搭建电路:将LCD显示器与AT89C51单片机连接,连接方式包括并行和串行两种。
(2)编写程序:使用C语言编写程序,实现LCD显示器显示数字和字符。
(3)调试程序:使用Keil软件对程序进行编译和调试,观察LCD显示器显示效果。
五、实验结果与分析1. 数码管显示实验结果:通过编写程序,数码管能够显示数字和字符,实现了实验目的。
2. LCD显示器显示实验结果:通过编写程序,LCD显示器能够显示数字和字符,实现了实验目的。
3. 分析:(1)数码管显示实验:在实验过程中,发现数码管的共阴极和共阳极连接方式不同,需要根据实际连接方式编写程序。
此外,为了提高显示效果,需要对数码管进行动态扫描显示。
(2)LCD显示器显示实验:在实验过程中,发现LCD显示器的并行和串行连接方式不同,需要根据实际连接方式编写程序。
此外,为了提高显示效果,需要对LCD显示器进行初始化和设置显示模式。
EDA设计课程实验报告实验题目:数码管动态显示实验学院名称:专业:电子信息工程班级:姓名:高胜学号小组成员:指导教师:一、实验目的学习动态扫描显示的原理;利用数码管动态扫描显示的原理编写程序,实现自己的学号的显示。
二、设计任务及要求1、在SmartSOPC实验箱上完成数码管动态显示自己学号的后八个数字。
2、放慢扫描速度演示动态显示的原理过程。
三、系统设计1、整体设计方案数码管的八个段a,b,c,d,e,f,g,h(h是小数点)都分别连接到SEG0~SEG7,8个数码管分别由八个选通信号DIG0~DIG7来选择,被选通的数码管显示数据,其余关闭。
如果希望8个数码管显示希望的数据,就必须使得8个选通信号DIG0~DIG7分别被单独选通,并在此同时,在段信号输入口SEG0~SEG7加上该对应数码管上显示的数据,于是随着选通信号的扫描就能实现动态扫描显示的目的。
虽然每次只有1个数码管显示,但只要扫描显示速率足够快,利用人眼的视觉余辉效应,我们仍会感觉所有的数码管都在同时显示。
2、功能模块电路设(1)输入输出模块框图(见图1)图1(2)模块逻辑表达(见表1)表1(数码管显示真值表)clk_1k dig seg↑01111111 C0↑10111111 F9注:数码管显示为01180121(3)算法流程图(见图2)(4)Verilog源代码module scan_led(clk_1k,d,dig,seg); //模块名scan_ledinput clk_1k; //输入时钟input[31:0] d; //输入要显示的数据output[7:0] dig; //数码管选择输出引脚output[7:0] seg; //数码管段输出引脚reg[7:0] seg_r; //定义数码管输出寄存器reg[7:0] dig_r; //定义数码管选择输出寄存器reg[3:0] disp_dat; //定义显示数据寄存器reg[2:0]count; //定义计数寄存器assign dig = dig_r; //输出数码管选择assign seg = seg_r; //输出数码管译码结果always @(posedge clk_1k) //定义上升沿触发进程begincount <= count + 1'b1;endalways @(posedge clk_1k)begincase(count) //选择扫描显示数据3'd0:disp_dat = d[31:28]; //第一个数码管3'd1:disp_dat = d[27:24]; //第二个数码管3'd2:disp_dat = d[23:20]; //第三个数码管3'd3:disp_dat = d[19:16]; //第四个数码管3'd4:disp_dat = d[15:12]; //第五个数码管3'd5:disp_dat = d[11:8]; //第六个数码管3'd6:disp_dat = d[7:4]; //第七个数码管3'd7:disp_dat = d[3:0]; //第八个数码管endcasecase(count) //选择数码管显示位3'd0:dig_r = 8'b01111111; //选择第一个数码管显示3'd1:dig_r = 8'b10111111; //选择第二个数码管显示3'd2:dig_r = 8'b11011111; //选择第三个数码管显示3'd3:dig_r = 8'b11101111; //选择第四个数码管显示3'd4:dig_r = 8'b11110111; //选择第五个数码管显示3'd5:dig_r = 8'b11111011; //选择第六个数码管显示3'd6:dig_r = 8'b11111101; //选择第七个数码管显示3'd7:dig_r = 8'b11111110; //选择第八个数码管显示endcaseendalways @(disp_dat)begincase(disp_dat) //七段译码4'h0:seg_r = 8'hc0; //显示04'h1:seg_r = 8'hf9; //显示14'h2:seg_r = 8'ha4; //显示24'h3:seg_r = 8'hb0; //显示34'h4:seg_r = 8'h99; //显示44'h5:seg_r = 8'h92; //显示54'h6:seg_r = 8'h82; //显示64'h7:seg_r = 8'hf8; //显示74'h8:seg_r = 8'h80; //显示84'h9:seg_r = 8'h90; //显示94'ha:seg_r = 8'h88; //显示a4'hb:seg_r = 8'h83; //显示b4'hc:seg_r = 8'hc6; //显示c4'hd:seg_r = 8'ha1; //显示d4'he:seg_r = 8'h86; //显示e4'hf:seg_r = 8'h8e; //显示fendcaseendendmodule四、系统调试(1)仿真代码`timescale 1ns/1nsmodule scan_ledfz;reg clk_1k;reg[31:0] d;wire[7:0] dig;wire[7:0] seg;parameter dely=100;scan_led u1(clk_1k,d,dig,seg);always #(dely/2)clk_1k=~clk_1k;initial beginclk_1k=0;d=32'h01180134;#dely ;#dely ;#dely ;#dely ;#dely ;#(dely*20);#dely $finish;endinitial $monitor($time,,,"%b,%d,%h,%h",clk_1k,d,dig,seg); endmodulemodule scan_led(clk_1k,d,dig,seg); //模块名scan_ledinput clk_1k; //输入时钟input[31:0] d; //输入要显示的数据output[7:0] dig; //数码管选择输出引脚output[7:0] seg; //数码管段输出引脚reg[7:0] seg_r; //定义数码管输出寄存器reg[7:0] dig_r; //定义数码管选择输出寄存器reg[3:0] disp_dat; //定义显示数据寄存器reg[2:0] count=3'b000; //定义计数寄存器assign dig = dig_r; //输出数码管选择assign seg = seg_r; //输出数码管译码结果always @(posedge clk_1k) //定义上升沿触发进程begincount <= count + 1'b1;endalways @(posedge clk_1k)begincase(count) //选择扫描显示数据3'd0:disp_dat = d[31:28]; //第一个数码管3'd1:disp_dat = d[27:24]; //第二个数码管3'd2:disp_dat = d[23:20]; //第三个数码管3'd3:disp_dat = d[19:16]; //第四个数码管3'd4:disp_dat = d[15:12]; //第五个数码管3'd5:disp_dat = d[11:8]; //第六个数码管3'd6:disp_dat = d[7:4]; //第七个数码管3'd7:disp_dat = d[3:0]; //第八个数码管endcasecase(count) //选择数码管显示位3'd0:dig_r = 8'b01111111; //选择第一个数码管显示3'd1:dig_r = 8'b10111111; //选择第二个数码管显示3'd2:dig_r = 8'b11011111; //选择第三个数码管显示3'd3:dig_r = 8'b11101111; //选择第四个数码管显示3'd4:dig_r = 8'b11110111; //选择第五个数码管显示3'd5:dig_r = 8'b11111011; //选择第六个数码管显示3'd6:dig_r = 8'b11111101; //选择第七个数码管显示3'd7:dig_r = 8'b11111110; //选择第八个数码管显示endcaseendalways @(disp_dat)begincase(disp_dat) //七段译码4'h0:seg_r = 8'hc0; //显示04'h1:seg_r = 8'hf9; //显示14'h2:seg_r = 8'ha4; //显示24'h3:seg_r = 8'hb0; //显示34'h4:seg_r = 8'h99; //显示44'h5:seg_r = 8'h92; //显示54'h6:seg_r = 8'h82; //显示64'h7:seg_r = 8'hf8; //显示74'h8:seg_r = 8'h80; //显示84'h9:seg_r = 8'h90; //显示94'ha:seg_r = 8'h88; //显示a4'hb:seg_r = 8'h83; //显示b4'hc:seg_r = 8'hc6; //显示c4'hd:seg_r = 8'ha1; //显示d4'he:seg_r = 8'h86; //显示e4'hf:seg_r = 8'h8e; //显示fendcaseendendmodule位码代码仿真代码`timescale 1ns/1nsmodule smg_tp; //测试模块的名字reg [2:0] c; //测试输入信号定义为reg型wire[7:0] dig; //测试输出信号定义为wire型parameter DEL Y=100; //延时100秒wei u1(c,dig); //调用测试对象initial begin //激励波形设定c=3'b0;#DEL Y c=3'b001 ;#DEL Y c=3'b010 ;#DEL Y c=3'b100 ;#DEL Y c=3'b101 ;#DEL Y c=3'b110 ;#DEL Y c=3'b111 ;#DEL Y $finish;endinitial $monitor($time,,,"dig=%d,c=%b ",dig,c); //输出格式i定义endmodulemodule wei(c,dig); //命名模块名字input[2:0] c;output[7:0] dig; //定义输入与输出reg[7:0] dig_r;reg[2:0] c_r; // 定义dig_r与c_r2个reg型数据assign dig=dig_r; //将reg型数据转化为wire型数据always @(*) //检测c_r的数据是否变化begin c_r=c;case (c_r)3'b000:dig_r=8'b11111110; //c_r的数据变化而dig_r对于的数据变化3'b001:dig_r=8'b11111101;3'b010:dig_r=8'b11111011;3'b011:dig_r=8'b11110111;3'b100:dig_r=8'b11101111;3'b101:dig_r=8'b11011111;3'b110:dig_r=8'b10111111;3'b111:dig_r=8'b01111111;default: dig_r=8'b11111111;endcase //结束case语句end //结束always语句endmodule //结束程序译码器代码仿真代码`timescale 1ns/1nsmodule duan_tp; //测试模块的名字reg[3:0] a; //测试输入信号定义为reg型wire[7:0] seg; //测试输出信号定义为wire型parameter DEL Y=100; //延时100秒duan u1(a,seg); //调用测试对象initial begin //激励波形设定a=4'b0;#DELY a=4'b0001;#DELY a=4'b0010;#DELY a=4'b0011;#DELY a=4'b0100;#DELY a=4'b0101;#DELY a=4'b0110;#DELY a=4'b0111;#DELY a=4'b1000;#DELY a=4'b1001;#DELY a=4'b1010;#DELY a=4'b1011;#DELY a=4'b1100;#DELY a=4'b1101;#DELY a=4'b1110;#DELY a=4'b1111;#DELY $finish;endinitial $monitor($time,,,"seg=%d,a=%b",seg,a); //输出格式i定义endmodulemodule duan(a,seg); //命名模块名字input[3:0] a;output[7:0] seg; //定义输入与输出reg[7:0] seg_r;reg[3:0] a_r; // 定义seg_r与a_r2个reg型数据assign seg=seg_r; //将reg型数据转化为wire型数据always @(*) //检测c_r的数据是否变化begin a_r=a;case(a_r) //七段译码4'b0000:seg_r = 8'hc0; //显示04'b0001:seg_r = 8'hf9; //显示14'b0010:seg_r = 8'ha4; //显示24'b0011:seg_r = 8'hb0; //显示34'b0100:seg_r = 8'h99; //显示44'b0101:seg_r = 8'h92; //显示54'b0110:seg_r = 8'h82; //显示64'b0111:seg_r = 8'hf8; //显示74'b1000:seg_r = 8'h80; ///显示84'b1001:seg_r = 8'h90; //显示94'b1010:seg_r = 8'h88; //显示a4'b1011:seg_r = 8'h83; //显示b4'b1100:seg_r = 8'hc6; //显示c4'b1101:seg_r = 8'ha1; //显示d4'b1110:seg_r = 8'h86; //显示e4'b1111:seg_r = 8'h8e; ///显示f endcase //结束case语句end //结束always语句endmodule //结束程序(2)仿真波形图(3)引脚图五、实验感想通过这次实验,让我学习动态扫描显示的原理;利用数码管动态扫描显示的原理编写程序,实现自己的学号的显示。
数码管显示实验实验报告一、实验目的本次数码管显示实验的主要目的是深入了解数码管的工作原理和显示控制方式,通过实际操作掌握数码管与微控制器的接口技术,并能够编写相应的程序实现各种数字和字符的显示。
二、实验原理数码管是一种由多个发光二极管组成的显示器件,常见的有共阴数码管和共阳数码管两种类型。
共阴数码管是将所有发光二极管的阴极连接在一起,当阳极接高电平时,相应的二极管发光;共阳数码管则是将所有发光二极管的阳极连接在一起,当阴极接低电平时,相应的二极管发光。
在控制数码管显示时,通常采用动态扫描的方式,即依次快速地给每个数码管的段选端送入相应的字形码,同时使位选端选通对应的数码管,利用人眼的视觉暂留效应,使人看起来好像所有数码管同时在显示。
三、实验设备与材料1、实验开发板2、数码管模块3、杜邦线若干4、电脑5、编程软件四、实验步骤1、硬件连接将数码管模块与实验开发板进行连接,确定好段选和位选引脚的连接。
检查连接是否牢固,确保电路无短路或断路现象。
2、软件编程打开编程软件,选择相应的开发板型号和编程语言。
定义数码管的段选和位选引脚。
编写控制程序,实现数字 0 到 9 的循环显示。
3、编译与下载对编写好的程序进行编译,检查是否有语法错误。
将编译成功的程序下载到实验开发板上。
4、观察实验现象接通实验开发板的电源,观察数码管的显示情况。
检查显示的数字是否正确,显示的亮度和稳定性是否符合要求。
五、实验结果与分析1、实验结果数码管能够正常显示数字 0 到 9,并且能够按照设定的频率循环显示。
显示的数字清晰、稳定,没有出现闪烁或模糊的现象。
2、结果分析程序编写正确,能够准确地控制数码管的段选和位选信号,实现数字的显示。
动态扫描的频率设置合理,既保证了显示的稳定性,又不会出现明显的闪烁。
六、实验中遇到的问题及解决方法1、问题数码管显示出现闪烁现象。
解决方法调整动态扫描的频率,增加扫描的速度,减少每个数码管的点亮时间,从而减轻闪烁现象。
实验三数码管扫描显示电路
一、实验目的
1、掌握数码管动态扫描显示数据的原理;
2、掌握利用EDA软件和VHDL语言设计较复杂时序逻辑电路的方法;
二、实验原理
常用的显示器件有发光二极管、数码管、液晶显示器等,其中最常用的是数码管。
数码管显示数据有两种方式:静态显示方式和动态(扫描)显示方式。
所谓静态显示方式,就是将被显示的数据的BCD码过各自的4—7/8段译显示译码器译码后,分别接到显示译码器的显示驱动端a~g/p,而公共端COM则根据数据管的类型(共阴极/共阳极)分别接到GND/VCC。
静态显示的优点是控制简单,有几个数码管就用几个译码器,不必修改程序,十分简便。
但当系统所需的数码管较多时,这种方法既耗资源,又占用较多的I/O口,N个数码管需要占用7N个引脚(若需要显示小数点,则是8N个引脚)。
因此,该接法适合于系统中数码管数量不多的应用场合。
所谓动态显示方式,就是采用分时的方法,使各个数码管逐个轮流受控显示。
在轮流点亮扫描过程中,每个数码管的点亮时间是极为短暂的(约1ms),但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应,尽管实际上各个数码管并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是一组稳定的显示数据,不会有闪烁感。
在扫描显示方式中,所有数码管的8个笔划段a-h同名端连在一起,所有数码管接收到相同的字形码,但究竟是那个显示器亮,取决于COM端。
扫描显示的优点在于消耗的系统资源少,占用的I/O口少,N个数码管只需(7+N)个引脚((若需要显示小数点,则是8+N个引脚)。
其缺点是控制起来不如静态显示方便。
下图3.1 给出了8个数码管动态扫描显示的接口电路图。
如果显示器采用共阴极数码管时,则
图5.1 数码管动态扫描显示接口电路图
控制各个显示器是否点亮的COM0~COM7端口的波形如图3.2所示:
下面结合图3.1和图3.2进一步说明动态扫描电路的原理。
尽管图3.1中的7段显示码会由SEG[7..0] 同时传送到每个数码管上,但是由图3.2可知,所有数码管的COM 端在任一时刻只有一
个是低电平,所以每次只点亮一个数码管。
例如,当COM0为低电平时,将点亮最右侧的数码管,
当COM1有效时,将点亮右起第二个数码管,依次类推。
只要COM0~COM7的扫描频率超过人的眼睛视觉暂留频率24Hz 以上,就可以达到每次单独点亮一个显示器,却能享有8个同时显示的视觉效果,而且显示也不致闪烁抖动。
在本实验中,就是根据上述数码管扫描显示原理,在EDA 实验开发系统上的8个数码管上从右到左依次显示数字0~数字7。
三、实验内容
1、根据图3.1和图3.2所示的数码管扫描显示原理,在Quartus Ⅱ下编写一个VHDL 程序,用来实现在8个数码管上从右到左依次显示数字0~数字7 (参考程序见本实验末),并对其进行编译、仿真和时序分析;
2、选择合适的实验电路结构图,对设计的数码管扫描显示电路完成锁定引脚、编程下载和硬件验证。
四、实验仪器及设备
PC 机一台、GW48-CK 实验系统一套、下载电缆一根、UT51数字万用表及DF4320双踪示波器各1只
五、实验报告
1、写出动态扫描显示电路的VHDL 源程序,并绘出仿真波形;
图3.2动态扫描控制信号图
2、给出动态扫描显示电路的时序分析信息、引脚锁定信息和器件资源占用情况;
3、完成实验思考题;
4、归纳本次实验心得体会(从本次实验中获得了那些收益、本次实验中你的成功之处与有待改进的地方,下次怎样改进等)。
六、实验思考题
1、和静态显示方式相比,数码管动态显示方式有何优、缺点?
2、在本实验中,当COM0~COM7的扫描频率选择多少时,数码管显示效果比较稳定?
3、如何实现数码管的闪烁显示效果?
实验参考程序:
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.Std_Logic_1164.ALL;
USE IEEE.Std_Logic_Unsigned.ALL;
ENTITY Dynamic_Disp IS
PORT(Clock:IN Std_Logic;
En:OUT Std_Logic_Vector(0 to 7); --分别接到八个数码管的公共端
Disp:OUT Std_Logic_Vector(0 to 6)); --接数码管的7个控制端
END ENTITY Dynamic_Disp;
ARCHITECTURE behav OF Dynamic_Disp IS
SIGNAL Counter:Integer Range 0 to 7;
BEGIN
PROCESS(Clock)
V ARIABLE Num:Integer Range 0 to 9;
BEGIN
IF rising_edge(Clock) THEN
IF Counter=7 THEN
Counter<=0;
ELSE
Counter<=Counter+1;
END IF;
Num:=Counter;
CASE Counter IS
WHEN 0=>En<="01111111";
WHEN 1=>En<="10111111";
WHEN 2=>En<="11011111";
WHEN 3=>En<="11101111";
WHEN 4=>En<="11110111";
WHEN 5=>En<="11111011";
WHEN 6=>En<="11111101";
WHEN 7=>En<="11111110";
WHEN OTHERS=>En<="111111"; END CASE;
CASE Num IS
WHEN 0 =>Disp<="1111110";
WHEN 1 =>Disp<="0110000";
WHEN 2 =>Disp<="1101101";
WHEN 3 =>Disp<="1111001";
WHEN 4 =>Disp<="0110011";
WHEN 5 =>Disp<="1011011";
WHEN 6 =>Disp<="1011111";
WHEN 7 =>Disp<="1110000";
WHEN 8 =>Disp<="1111111";
WHEN 9 =>Disp<="1110011";
WHEN OTHERS=>Disp<="0000000"; END CASE;
END IF;
END PROCESS;
END;。