quarterii4位数码管显示实验.docx
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quarterii4位数码管显示实验
quarter-ii-4位数码管显示实验
贵州大学实验报告
学院：
电气工程学院专业：
测控技术与仪器班级：
测仪131
姓名
学号
实验组
实验时间
2016.12.2
指导教师
成绩
实验项目名称
4位数码管显示实验
实验目的
通过利用硬件设计语言veriloag设计4位数码管显示电路、理解QuartusII平台进行硬件开发的方法、深入理解verilog语言及其设计方法。
实验要求
集中授课
实验原理
原理框图如下图4-1所示
FPGA控制数码管的动态扫描，采集数据和地址总线的数据，使能不同位的数码管，并将采集到的数据依次传送给段选译码模块，最后输出对应数字的段码，控制数码管显示对应总线的数据。
图4-1原理框图
实验仪器
PC机、QuartusII软件、KeilμVision2软件
实验步骤
1、首先，制作1位数码管显示电路，用verilong语言写。
moduleseg7（clk,rst_n,data,seg,sel）;
inputclk;
inputrst_n;
input[3:
0]data;
outputreg[7:
0]seg;
outputreg[2:
0]sel;
always@（posedgeclkornegedgerst_n）
begin
if（!
rst_n）
begin
sel<=0;
end
else
begin
sel<=0;
end
end
always@（*）
begin
if（!
rst_n）
begin
seg=8'b1111_1111;
end
else
begin
case（data）
0:
seg=8'b1100_0000;
1:
seg=8'b1111_1001;
2:
seg=8'b1010_0100;
3:
seg=8'b1011_0000;
4:
seg=8'b1001_1001;
5:
seg=8'b1001_0010;
6:
seg=8'b1000_0010;
7:
seg=8'b1111_1000;
8:
seg=8'b1000_0000;
9:
seg=8'b1001_0000;
10:
seg=8'b1000_1000;
11:
seg=8'b1000_0011;
12:
seg=8'b1100_0110;
13:
seg=8'b1010_0001;
14:
seg=8'b1000_0110;
15:
seg=8'b1000_1110;
default:
seg=8'b1111_1111;
endcase
end
end
endmodule
测试模块
`timescale1ns/1ps
moduleseg7_tb;
regclk;
reg[3:
0]data;
regrst_n;
wire[7:
0]seg;
wire[2:
0]sel;
initial
begin
clk=1;
rst_n=0;
data=10;
#200.1
rst_n=1;
end
always#10clk=~clk;
seg7seg7（
.clk（clk）,
.rst_n（rst_n）,
.data（data）,
.seg（seg）,
.sel（sel）
）;
Endmodule
2、例化元件
3、4位数码管的设计
Frep模块
modulefreq（
clk,
rst_n,
clk_1k
）;
inputclk;
inputrst_n;
outputregclk_1k;
reg[19:
0]count;
always@（posedgeclkornegedgerst_n）
begin
if（!
rst_n）
begin
clk_1k<=1;
count<=0;
end
else
begin
if（count<24999）
count<=count+1;
else
begin
count<=0;
clk_1k<=~clk_1k;
end
end
end
endmodule
Seg7模块
moduleSEG7（
clk,
rst_n,
data,
seg,
sel
）;
inputclk;
inputrst_n;
input[15:
0]data;
outputreg[7:
0]seg;
outputreg[2:
0]sel;
reg[3:
0]data_temp;
reg[2:
0]state;
always@（posedgeclkornegedgerst_n）
begin
if（!
rst_n）
begin
sel<=0;
data_temp<=0;
state<=0;
end
else
begin
case（state）
0:
begin
sel<=0;
data_temp<=data[15:
12];
state<=1;
end
1:
begin
sel<=1;
data_temp<=data[11:
8];
state<=2;
end
2:
begin
sel<=2;
data_temp<=data[7:
4];
state<=3;
end
3:
begin
sel<=4;
data_temp<=data[3:
0];
state<=4;
end
default:
state<=0;
endcase
end
end
always@（*）
begin
if（!
rst_n）
begin
seg=8'b1111_1111;
end
else
begin
case（data_temp）
0:
seg=8'b1100_0000;
1:
seg=8'b1111_1001;
2:
seg=8'b1010_0100;
3:
seg=8'b1011_0000;
4:
seg=8'b1001_1001;
5:
seg=8'b1001_0010;
6:
seg=8'b1000_0010;
7:
seg=8'b1111_1000;
8:
seg=8'b1000_0000;
9:
seg=8'b1001_0000;
10:
seg=8'b1000_1000;
11:
seg=8'b1000_0011;
12:
seg=8'b1100_0110;
13:
seg=8'b1010_0001;
14:
seg=8'b1000_0110;
15:
seg=8'b1000_1110;
default:
seg=8'b1111_1111;
endcase
end
end
endmodule
Top模块
moduletop（
clk,
rst_n,
data,
seg,
sel
）;
inputclk;
inputrst_n;
input[15:
0]data;
output[7:
0]seg;
output[2:
0]sel;
wireclk_1k;
freqfreq（
.clk（clk）,
.rst_n（rst_n）,
.clk_1k（clk_1k）
）;
SEG7SEG7（
.clk（clk_1k）,
.rst_n（rst_n）,
.data（data）,
.seg（seg）,
.sel（sel）
）;
endmodule
测试模块
`timescale1ns/1ps
moduletop_vlg_tst（）;
//constants
//generalpurposeregisters
regeachvec;
//testvectorinputregisters
regclk;
reg[15:
0]data;
regrst_n;
//wires
wire[7:
0]seg;
wire[2:
0]sel;
//assignstatements（ifany）
toptop（
//portmap-connectionbetweenmasterportsandsignals/registers
.clk（clk）,
.data（data）,
.rst_n（rst_n）,
.seg（seg）,
.sel（sel）
）;
initial
begin
clk=1;
rst_n=0;
data=15h123456;
#200.1
rst_n=1;
end
always#10clk=~clk;
endmodule
4、4位数码管的例化
实验内容
设计一个4位数码管显示电路：
要求在QuartusII软件平台上用verilog语言设计出一个4位数码管显示电路，并通过编译及仿真检查设计结果。
实验数据
一位数码管的仿真图像
4位数码管的仿真
实验总结
由于初次用到modelsim仿真软件，在使用过程中出现了很多问题，有的问老师和师兄，还有一部分只能通过网络上进行查询，所以花费的时间就很多，做起来难度很大，但是通过这次的学习我也学到了很多东西，多动手多动脑才能更好的学习。
指导教师意见
签名：
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