七段数码管的动态扫描显示实验报告

实验四七段数码管的动态扫描显示

一、实验目的

1.进一步熟悉Quartusll软件进行FPGA设计的流程；

2.掌握利用宏功能模块进行常用的计数器，译码器的设计；

3.学习和了解动态扫描数码管的工作原理的程序设计方法；

二、实验原理及过程

实验板上面常用的4 为联体的共阳极7 段数码管。其接口电路是把所有数码管的8个笔划段a-h 同名端连接起来，而每一个数码管由一个独立的公共极COM端控制。对于这种结构的数码管，采用动态显示的方法是最为广泛的一种显示方式之一。

在轮流点亮的过程中每位显示器的点亮时间都极为短暂，但由于人的视觉暂留现象以及发光二极管的余晖效应，尽管实际上每个显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快 (如达到30Hz 以上)，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。

本次实验要求在实验板上实现显示00000000-99999999的十进制计数器。使用的是宏模块产生一个16 位的二进制计数器counter() 作为4 个数码管的显示数据；编写一个分频模块div ，其输出作为计数器counter() 的时钟信号；编写数码管驱动模块segmain ，完成7 段译码和扫描显示控制

1 、建立工程，并建立顶层图。

2、设计计数时钟

设计一分频器，对50Mhz 分频输出到计数器，让计数器以

较慢速度递增。建立.v 文件，输入以下代码

module int_div(clk,div_out);

input clk;

output reg div_out;

reg[31:0] clk_div;

parameter CLK_FREQ='D50_000_000;

parameter DCLK_FREQ='D10; always@(posedge clk) begin

if(clk_div

else

begin

clk_div<=0;

div_out=~div_out;

end

end endmodule

输入完成后，将该文件设为顶层文件，并分析该设计文件，用

于检查设计错误。检查无误后，要生成一个分频器的原件符

号，根据步骤建立该原件的原件符号。

3、数码管扫描显示程序设计数码管扫描显示程序如下：module

segmain(clk,reset_n,datain,seg_data,seg_com); input clk;

input reset_n;

input[31:0] datain; // 由于要显示8 位数字所以要将输入数据设为32 位output[7:0] seg_data; // 输出与例子中的一样保持不变，任然为8 位

output[7:0] seg_com; // 设置输出时要用到的8 个端口

reg[7:0] seg_com; /由于在always语句中要用到，所以再把它们都定义为寄存器变量类型

reg[7:0] seg_data;/寄存器变量

reg[3:0] bcd_led; // 寄存器变量类型

reg[36:0] count; //寄存器变量类型，同时count用于计数integer t; // 一个整形变量t

always@(posedgeclk) //always 语句用于判断当上升沿来到时计数器的状态，并且设置计数器的归零功能

begin

if(!reset_n) count<=0;

else

begin

count<=count+1;

t=datain;

end

end

always@(count[14:12] or datain) // 判断已经计数的状态，并将相应的数码管变亮

begin case(count[14:12])

3'b000:

begin

t=t%10;

bcd_led=t[3:0];

seg_com=8'b11111110;

end

3'b001:

begin t=t%100/10;

bcd_led=t[3:0]; seg_com=8'b11111101;

end

3'b010:

begin t=t%1000/100; bcd_led=t[3:0]; seg_com=8'b11111011;

end

3'b011:

begin t=t%10000/1000;

bcd_led=t[3:0];

seg_com=8'b11110111;

end

3'b100:

begin t=t%100000/10000; bcd_led=t[3:0]; seg_com=8'b11101111;

end

3'b101:

begin

t=t%1000000/100000;

bcd_led=t[3:0];

seg_com=8'b11011111;

end

3'b110:

begin

t=t%10000000/1000000;

bcd_led=t[3:0];

seg_com=8'b10111111;

end

3'b111:

begin

t=t%100000000/10000000;

bcd_led=t[3:0];

seg_com=8'b01111111;

end

endcase

end

always@(seg_com or bcd_led)

begin

case(bcd_led) // 判断led 的数值4'h0:seg_data=8'hc0; // 共阳低有效

4'h1:seg_data=8'hf9;

4'h2:seg_data=8'ha4;

4'h3:seg_data=8'hb0;

4'h4:seg_data=8'h99;

4'h5:seg_data=8'h92;

4'h6:seg_data=8'h82;

4'h7:seg_data=8'hf8;

4'h8:seg_data=8'h80;

4'h9:seg_data=8'h90;

4'ha:seg_data=8'h88;

4'hb:seg_data=8'h83;

4'hc:seg_data=8'hc6;

4'hd:seg_data=8'ha1;

4'he:seg_data=8'h86;

4'hf:seg_data=8'h8e;

default:seg_data=8'hc0;

endcase

end

endmodule

输入完成后，将其设为顶层文件，检验后生成原件符号。

4?调用宏模块设计计数器。双击顶层图空白处，弹出 symbol 对话框, 展开

library ，找到lmp-counter ，弹出宏模块设置对话框，根据讲义和 实验要求对其进行设定。

5?设计完整的顶层。返回顶层原理图，根据讲义和需要添加原件完成 完 整 的 图。 其 图 如 下 所 示： Typ.

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