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通過小腳丫板載的兩個數碼管來顯示字符

電子森林 ? 來源:FPGA入門到精通 ? 作者:FPGA入門到精通 ? 2021-01-06 17:17 ? 次閱讀
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今天我們任務是通過小腳丫板載的兩個數碼管來顯示字符,所以首先我們要了解一下數碼管的基本工作原理,接下來再研究怎么通過搗鼓小腳丫把數碼管給點亮,并且顯示出有效信息。

小腳丫板載的數碼管是7段數碼管(如果包括右下的小點可以認為是8段),它分別由abcdefg位段和表示小數點的dp位段組成,見圖1

ffad0330-4628-11eb-8b86-12bb97331649.png圖1 7段數碼管

數碼管的各個段位是由LED燈組成的,控制每個LED的點亮或熄滅實現數字顯示。通常數碼管分為共陽極數碼管和共陰極數碼管,結構如圖所示。共陰8段數碼管的信號端低電平有效,而共陽端接高電平有效。比如,使共陽端數碼管的a段發光,則在a段信號端加上低電平即可。共陰極的數碼管則相反。ffca9cba-4628-11eb-8b86-12bb97331649.png000002d8-4629-11eb-8b86-12bb97331649.png ? ?

小腳丫的板載數碼管為7段共陰極數碼管,可以顯示數字0-9以及字母A-F共計16種選擇。因此,如果我們需要數碼管能顯示所有的16種選擇,需要至少4位輸入碼(24=16)。表1列出了各個數碼管字符所對應的LED燈段位。

1各數碼管字符所對應的LED燈段位

003c3a96-4629-11eb-8b86-12bb97331649.png

2標注了小腳丫板載的兩個數碼管的各LED段位以及小腳丫上所對應的引腳。其中SEG_DIP為公共端,因此在共陰極數碼管的設計中需要接低電平。可以看出,每一個數碼管都含有9個引腳,因此每一個字符的顯示都需要由一個9位的輸出信號來實現。

00622f94-4629-11eb-8b86-12bb97331649.png

2

接下來我們通過Verilog實現對數碼管的控制。其中,我們將模塊的輸出定義為兩個7段數碼管,每個數碼管有9個引腳,分別由9位信號控制。輸入端由4路信號控制,可以分別對應0-F等十六個字符選擇。
module segment   (    input  wire[3:0] seg_data_1,      //四位輸入數據信號,可通過4個撥碼開關控制    input  wire[3:0] seg_data_2,      //四位輸入數據信號,可通過4個按鍵開關控制    output wire[8:0] segment_led_1,   //數碼管1,MSB~LSB =SEG,DP,G,F,E,D,C,B,A    output wire[8:0] segment_led_2    //數碼管2,MSB~LSB =SEG,DP,G,F,E,D,C,B,A   );
   reg[8:0] seg [15:0];                //存儲7段數碼管譯碼數據   initial  begin       seg[0]=9'h3f;   //  0       seg[1]=9'h06;   //  1       seg[2]=9'h5b;   //  2       seg[3]=9'h4f;   //  3       seg[4]=9'h66;   //  4       seg[5]=9'h6d;   //  5       seg[6]=9'h7d;   //  6       seg[7]=9'h07;   //  7       seg[8]=9'h7f;   //  8       seg[9]=9'h6f;   //  9       seg[10]=9'h77;   //  A       seg[11]=9'h7C;   //  b       seg[12]=9'h39;   //  C       seg[13]=9'h5e;   //  d       seg[14]=9'h79;   //  E       seg[15]=9'h71;   //  F  end   assign segment_led_1 = seg[seg_data_1];   // 將對應字符導入數碼管1并顯示   assign segment_led_2 = seg[seg_data_2];   // 將對應字符導入數碼管2并顯示endmodule

上述代碼是定義7段共陰極數碼管的通用模塊,可以保存起來作為一個獨立模塊。這樣,在以后遇到需要用數碼管顯示的實驗時我們可以直接調用(之后我們還會講解如何調用子模塊),而不用再重新寫一遍代碼。

接下來是提問環節:

當我們指定用撥碼開關SW1-SW4來控制左邊數碼管,按鍵開關K1-K4來控制右側數碼管,此時如果開關的狀態分別如下圖所示,數碼管應該顯示什么字符?

注:撥碼開關調至上方為1,下方為0。按鍵開關白色為1(松開),黑色為0(按下)。大家可以當作課后練習來鞏固一下知識,也歡迎在公眾號留言給出自己的答案。

而為了幫助更多老師快速上手FPGA的使用和教學,在即將到來的寒假,我們針對高校從事教學/實驗室一線工作的教師,推出一個為期5(2021年1月25日-1月29日)的FPGA設計及應用快速培訓,通過實用性非常強的典型案例動手實踐,幫助大家快速、有效地上手FPGA,并能夠在未來的教學、實踐、電賽中大顯身手,硬禾實戰營也將成為參加培訓的老師們長期的教學后援。

責任編輯:xj

原文標題:基于FPGA的數字電路實驗3:點亮數碼管

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原文標題:基于FPGA的數字電路實驗3:點亮數碼管

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