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七段數(shù)碼管的工作原理

時間:2024-05-21 09:43:30

一、 實驗?zāi)康?/strong>
1、 了解數(shù)碼管的工作原理。
2、 學(xué)習(xí)七段數(shù)碼管顯示譯碼器的設(shè)計。
3、學(xué)習(xí)VHDL的CASE語句及多層次設(shè)計方法。
二、 實驗原理
七段數(shù)碼管是電子開發(fā)過程中常用的輸出顯示設(shè)備。在實驗系統(tǒng)中使用的是兩個四位一體、共陰極型七段數(shù)碼管。其單個靜態(tài)數(shù)碼管如下圖4-4-1所示。
 

圖4-1  靜態(tài)七段數(shù)碼管
由于七段數(shù)碼管公共端連接到GND(共陰極型),當(dāng)數(shù)碼管的中的那一個段被輸入高電平,則相應(yīng)的這一段被點亮。反之則不亮。共陽極性的數(shù)碼管與之相么。四位一體的七段數(shù)碼管在單個靜態(tài)數(shù)碼管的基礎(chǔ)上加入了用于選擇哪一位數(shù)碼管的位選信號端口。八個數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g、h、dp都連在了一起,8個數(shù)碼管分別由各自的位選信號來控制,被選通的數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù),其余關(guān)閉。
三、 實驗內(nèi)容
本實驗要求完成的任務(wù)是在時鐘信號的作用下,通過輸入的鍵值在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的鍵值。在實驗中時,數(shù)字時鐘選擇1024HZ作為掃描時鐘,用四個撥動開關(guān)做為輸入,當(dāng)四個撥動開關(guān)置為一個二進制數(shù)時,在數(shù)碼管上顯示其十六進制的值。
四、 實驗步驟
1、 打開QUARTUSII軟件,新建一個工程。
2、 建完工程之后,再新建一個VHDL File,打開VHDL編輯器對話框。
3、 按照實驗原理和自己的想法,在VHDL編輯窗口編寫VHDL程序,用戶可參照光盤中提供的示例程序。
4、 編寫完VHDL程序后,保存起來。方法同實驗一。
5、 對自己編寫的VHDL程序進行編譯并仿真,對程序的錯誤進行修改。
6、 編譯仿真無誤后,根據(jù)用戶自己的要求進行管腳分配。分配完成后,再進行全編譯一次,以使管腳分配生效。
7、 根據(jù)實驗內(nèi)容用實驗導(dǎo)線將上面管腳分配的FPGA管腳與對應(yīng)的模塊連接起來。
如果是調(diào)用的本書提供的VHDL代碼,則實驗連線如下:
CLK:FPGA時鐘信號,接數(shù)字時鐘CLOCK3,并將這組時鐘設(shè)為1464HZ。
KEY[3..0]:數(shù)碼管顯示輸入信號,分別接撥動開關(guān)的K4,K3,K2,K1。
LEDAG[6..0]:數(shù)碼管顯示信號,接數(shù)碼管的G、F、E、D、C、B、A。
SEL[2..0]:數(shù)碼管的位選信號,接數(shù)碼管的SEL2、SEL1、SEL0。
8、 用下載電纜通過JTAG口將對應(yīng)的sof文件加載到FPGA中。觀察實驗結(jié)果是否與自己的編程思想一致。
五、 實驗現(xiàn)象與結(jié)果
以設(shè)計的參考示例為例,當(dāng)設(shè)計文件加載到目標(biāo)器件后,確認(rèn)信號連接線已正確連接,將數(shù)字信號源模塊的時鐘選擇為1464HZ,撥動四位撥動開關(guān),使其為一個數(shù)值,則八個數(shù)碼管均顯示撥動開關(guān)所表示的十六進制的值。
六、 實驗報告
1、    繪出仿真波形,并作說明。
2、    明掃描時鐘是如何工作的,改變掃描時鐘會有什么變化。
3、    實驗原理、設(shè)計過程、編譯仿真波形和分析結(jié)果、硬件測試結(jié)果記錄下來。
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