EDA-VHDL_实验报告_数字时钟设计_数码管学号滚动显示详解.doc

南京邮电大学 通达学院 课程设计报告 设计类别: EDA-VHDL 专业名称: 通信工程 班级学号: （16班） 学生姓名: 吉雅雯 基本题 : 数字时钟设计 综合题 : 数码管学号滚动显示 同小组成员： 学号： 姓名： 刘婷 指导教师: 王奇、梅中辉、周晓燕，孔凡坤 日 期： 2011年11月7日—11月18日 一、数码管学号滚动显示 1．实验目的 (1)掌握VHDL语言的语法规范，掌握时序电路描述方法 (2)掌握多个数码管动态扫描显示的原理及设计方法 2．实验所用仪器及元器件 (1)计算机 (2)直流稳压电源 (3)数字系统与逻辑设计实验开发板 3．实验任务要求 要求学生在六个数码管滚动显示自己的学号（六位），每隔一定时间循环移位一次，学号为奇数则左移，学号为偶数则右移。间隔时间可由开关选择1秒，2秒，3秒和4秒。 4.实验原理 为使得输入控制电路简单且易于实现，采用动态扫描的方式实现设计要求。动态扫描显示需要由两组信号来控制：一组是字段输出口输出的字形代码，用来控制显示的字形，称为段码；另一组是位输出口输出的控制信号，用来选择第几位数码管工作，称为位码。 各位数码管的相同段是并联的，段码的输出对各位数码管来说都是相同的。因此在同一时刻如果各位数码管都处于点亮状态，6位数码管将显示相同的字符。若要各位数码管能够显示出与本位相应的字符，就必须采用扫描显示方式，即在某一时刻，只让某一位处于点亮状态，而其它各位处于灭灯状态。同时，段码输出相应位要显示字符的字型码。这样在同一时刻，只有选通的那一位显示出字符，而其它各位则是熄灭的，如此循环下去，就可以使各位数码管显示出要显示的字符。 虽然这些字符是在不同时刻出现的，而且同一时刻，只有一位显示，其它各位熄灭，但由于数码管具有余辉特性和人眼有视觉暂留现象，只要每位数码管显示间隔足够短，给人眼的视觉印象就会是连续稳定地显示。 总之，多个数码管动态扫描显示，是将所有数码管的相同段并联在一起，通过选通信号分时控制各个数码管的公共端，循环点亮多个数码管，并利用人眼的视觉暂留现象，只要扫描的频率大于50Hz，将看不到闪烁现象。6个数码管则需要50*6=300Hz以上才能看到持续稳定点亮的现象。 5.设计思路及VHDL代码 循环左滚动，始终点亮6个数码管，左出右进。状态为：080403－804030－040308－403080－030804－308040－080403 i)设计思路： (1)同时让6个数码管显示数字的代码主体和实验任务1中一致，基本思想也一致。(2)为实现移位，关键改动为新增一个计数器，计数周期远远大于扫描周期，这样，在一个大的计数周期内，对于要显示的6位数码进行动态扫描（和实验任务1中相同），显示出6种移位状态中的一种；在下一个大的周期内，计数变量FLAG加1，使用求余运算将显示位的数码移位，比如，FLAG为0时，显示“012345”六位数码，FLAG为1时，将FLAG与扫描周期计数变量CNT6相加求余（即FLAG_A求余）对应的数码为080403，显示的数码也就为“080403”。以此类推，实现循环移位。 (3)加入按键控制，按键按下来控制移位的时钟的频率，以实现间隔时间可由开关选择1秒，2秒，3秒和4秒。 ii)VHDL代码 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY jiyawen IS PORT( clk,clear,key_in:IN STD_LOGIC; num_out:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); pipe_out:OUT STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0)); END jiyawen; ARCHITECTURE behave OF jiyawen IS SIGNAL clk_temp:STD_LOGIC; SIGNAL clk_te:STD_LOGIC; SIGNAL count_f: INTEGER RANGE 0 TO 5; SIGNAL CNT6:INTEGER RANGE 0 TO 6; SIGNAL NUM:INTEGER RANGE 0 TO 5; SIGNAL count_FLAG:INTEGER RANGE 0 TO 99; SIGNAL FLAG:INT