数电实验报告.docx

1、数电实验报告数字电路与逻辑设计综合设计实验报告 实验名称：8X8点阵显示装置一 摘要： 本实验主要在理论分析和具体的软硬件实现上，针对88矩阵的扫描显示、字符的单个显示，字符的循环显示，以及对各项显示功能的切换控制等内容进行了分析与探讨。 在理论分析的基础上，用VHDL语言编写源代码，再配合具体电路连接，实现点阵的扫描，字符的单个显示，字符的循环显示，以及对各项显示功能的切换控制等。关键字：扫描，切换二 设计任务要求：1 用88点阵做一个基本矩阵，设计扫描控制电路，使光点从左上角象素点开始扫描，终止于右下角象素点，然后周而复始地重复下去，扫过一帧所需时间为16秒；2 用88点阵显示4个字符，每

2、秒显示一个字符；3 显示一个活动的简单图像；4 以上三种功能可以手动或自动转换；三所用元器件： EPM7128 一块面包板 一块 88点阵模块 一块按键开关 一个导线 若干 四 设计思路和总体设计框图：1.逐点扫描的实现：实验要求扫描一帧是16秒，由于是88点阵，即每一点亮1/4秒，而我们的时钟信号是1MHz的信号。因此要对时钟信号进行分频以获得周期为1/4秒的信号，其频率是4Hz，而1M信号的224分频是4Hz，因此我在实验中选择m(21),m(22),m(23)三路信号来控制行选通，又因为每行有8个点，所以列选通只要比行选通快三位, m(18),m(19),m(20)就可以了。2.显示的实

3、现：字符的显示其实与逐点扫描一样，只不过要求扫描速率足够快，快到超人眼所能分辨的程度就行了。在实验中我选用的是m(20),m(21)两路信号来控制行选通，用m(10),m(11),m(12)三路信号来控制列选通。3.循环显示的实现：循环显示原理与字符显示一样，只是帧数较多，只要把两个字符显示状态的过渡状态也写成代码就行了，实验中，我选择每两个字符之间用三帧来过渡，并选用m(18),m(19)，m(20),m(21)四路信号来控制行选通，用m(10),m(11),m(12)三路信号来控制列选通。4.总体结构框图：五 控制器部分的状态转移图和流程图： 1状态转移图：2流程图：六 分块电路的关键源程

4、序：1 分频部分的关键源程序： process(clk) beginif(clkevent and clk=1) then m=m+1; fangdou=m(15); f0r=m(23 downto 21); f0c=m(20 downto 18); f1c=m(12 downto 10); f1r=m(21 downto 20); f2c=m(12 downto 10); f2r=m(21 downto 18);end if;end process;2 防抖部分的关键源程序： process(fangdou) beginif fangdouevent and fangdou=1 then k

5、(2)=k(1); k(1)=k(0); k(0)=key;end if;g=k(2) and k(1) and k(0);end process;3 按键计数的关键源程序： process(g)beginif(gevent and g=1) thenif x=2 then x=0;else xcolumncolumncolumncolumncolumncolumncolumncolumncolumnrowrowrowrowrowrowrowrowrowc1c1c1c1c1c1c1c1c1 case f1c is end case; when 01= case f1c is end case;

6、 when 10= case f1c is end case; when others= case f1c is end case; end case;end process;6 动画显示模块实现的关键源程序： process(f2r,f2c) begincase f2c is when 000=c2c2c2c2c2c2c2c2c2 case f2c is end case; when 0001= case f2c is end case; when 0010= case f2c is end case; when 0011= case f2c is end case; when 0100=

7、case f2c is end case; when 0101= case f2c is end case; when 0110= case f2c is end case; when 0111= case f2c is end case; when 1000= case f2c is end case; when 1001= case f2c is end case; when 1010= case f2c is end case; when 1011= case f2c is end case; when 1100= case f2c is end case; when 1101= cas

8、e f2c is end case; when 1110= case f2c is end case; when others= case f2c is end case; end case;end process;七 所实现功能说明： 本实验主要完成以下几大功能：1 点阵的扫描显示：1） 功能实现描述： y(8),t(8) 分别控制点阵的行的8个输入端和列的8个输入端。当行为高电位，列为低电位时。二极管发光，否则不发光。由中间变量f0c,f0r充当判决依据，以此控制行列的输出信号。2） 仿真波形： 2 字符的单个显示：功能实现描述：采用列扫描的方法来实现点字符的显示。用计数信号m的20,21

9、位充当判决条件，控制行信号y和列信号t的输出，实现行和列的连续循环。用计数信号m 的10，11，12位充当判决条件，控制不同字符显示的循环。3 字符的循环显示： 循环显示跟字符显示的原理差不多的。只是其中每一个字符的完整显示需要4帧的时间。用计数信号m的18,19，20，21位充当判决条件，控制不同字符显示的循环。器件的资源占用情况：八故障及问题分析：实验中出现了不少问题，但其中有三个比较主要的问题，如下：1.逐点扫描时，不该亮的点会亮而显示字符时字符有明显的跳跃感 解决方法：提高扫描频率，利用人眼反应的迟滞性正常显示点和字符2.在显示字符时，行与列难以实现同步解决方法：选择同一个判决变量控制

10、行列的输出，即可实现行与列同步。 3.实验连线比较复杂，并有不断重复工作，很繁琐解决方法：利用Max Plus 中的手动分配管脚的功能，自己根据实验需要设置输出管脚，减少重复的连线工作.九实验心得：本次实验是自学习数字电路程序设计以来综合性最强的一次实验，使我对数电程序设计有了进一步的了解和掌握。通过这次实验，我对VHDL语言有了更深一步的了解，并学会了如何手动分配管脚，对点阵的具体用法也有了更深一步的认识。最终基本上实现了点阵扫描，单个字符的显示，字符的循环的显示等功能。总体来讲，这次实验锻炼了我的意志品质，培养了我独立思考解决问题的能力，使我受益匪浅。十完整源程序： library iee

11、e;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity dianzhen isport(clk:in std_logic; -1M的系统时钟 key:in std_logic; -开关，控制点阵图案切换 y: buffer std_logic_vector(0 to 7); 行输出变量 t: buffer std_logic_vector(0 to 7); 列输出变量end dianzhen;architecture part of dianzhen issignal x:integer range 0 to 2

12、; signal row,column,r1,c1,r2,c2:std_logic_vector(0 to 7); signal m:std_logic_vector(23 downto 0):=000000000000000000000000;-总分频signal f1c,f0r,f0c,f2c,k:std_logic_vector(2 downto 0); -控制输出信号及中间变量signal f1r:std_logic_vector(1 downto 0); 字符显示的行控制变量signal f2r:std_logic_vector(3 downto 0); 字符循环显示的行控制变量si

13、gnal fangdou,g:std_logic;beginprocess(clk) -分频部分beginif(clkevent and clk=1) then m=m+1; fangdou=m(15); f0r=m(23 downto 21); f0c=m(20 downto 18); f1c=m(12 downto 10); f1r=m(21 downto 20); f2c=m(12 downto 10); f2r=m(21 downto 18);end if;end process;process(fangdou) - 防抖部分beginif fangdouevent and fangd

14、ou=1 then k(2)=k(1); k(1)=k(0); k(0)=key;end if;g=k(2) and k(1) and k(0);end process;process(g)beginif(gevent and g=1) thenif x=2 then x=0;else xcolumncolumncolumncolumncolumncolumncolumncolumncolumnrowrowrowrowrowrowrowrowrowc1c1c1c1c1c1c1c1c1 case f1c is 显示C when 000=r1r1r1r1r1r1r1r1r1 case f1c is 显示E when 000=r1r1r1r1r1r1r1r1r1 case f1c is 显示T when 000=r1r1r1r1r1r1r1r1r1 case f1c is 显示6 when 000=r1r1r1r1r1r1r1r1r1c2c2c2c2c2c2c2c2c2 case f2c is 显示C when 000=r2r2r2r2r2r2r2r2r2 case f2c is when 000=r2r2r2r2r2r2r2r2r2 case f2c is when 000=r2r2r2r2r2r2=1000000