8位十进制数码动态扫描电路设计报告资料.pdfVIP

设计报告

课程名称电子技术基础I

任课教师

设计题目8位十进制数动态扫描显示控制电路

班级

8位十进制数数码动态扫描电路设计

简介:

所谓动态扫描显示，就是让各位LED按照一定的顺序轮流地发光显示。只要每秒扫

描次数大于24次以上，就观察不到闪烁现象，人眼看起来很稳定。静态扫描显示与动态显

示相比，有显著降低LED功耗，大大减少LED的外部引线等优点。目前动态扫描显示技术已

经被广泛应用于新型数字仪表、智能仪器和智能显示屏中。

本次课程实践中运用QuartusII软件，采用VHDL文本设计和原理图相结合的层次化方

式实现数码8位动态扫描显示电路设计。首先，分别用VHDL语言编写8位数码扫描显示电

路程序和分频器程序，作为底层文件；顶层文件用原理图的设计方法，调用底层文件生成的

符号，从而实现动态扫描显示。用VHDL设计一个8位数码扫描显示电路，利用QuartusII9.0

进行编辑输入、编译及时序仿真。其中，由于分频器的分频系数过大时，在仿真波形上很难

看出波形的变化，如本设计是从100MHz分频到1KHz，分频系数为一万，所以可以通过改变

减小分频系数，如改为10分频，就得到变化的波形，来验证数码动态扫描显示电路设计的

正误。

一、工作原理

1、8位动态扫描显示的工作原理：

输入信号：时钟信号CLK。输出控制信号：段控制信号SG[6..0];位控制控制信号

BT[7..0]。8位数码管，其中每个数码管的8个段h、g、f、e、d、c、b、a(h是小数点)都

分别连接在一起，8个数码管分别由8个选通信号k1～k8来选择。被选通的数码管显示数

据，其余关闭。如在某一时刻，k3为高电平，其余选通信号为低电平，这时仅为k3对应的

数码管显示来自段信号端的数据，而其他7个数码管呈现关闭状态。根据这种电路状况，如

果希望在8个数码管显示希望的数据，就必须使得8个选通信号k1～k8分别被选通，与此

同时，在段信号输入口加上希望在该对应数码管上显示的数据，于是随着选通信号的扫变，

就能实现扫描显示的目的。

扫描显示程序中CLK是扫描时钟；SG为7段控制信号，由高到低为分别接g、f、e、d、

c、b、a7个段；BT是位选控制信号，接下图(1)中的8个位选通信号：k1、k2…k8。程序中

CNT8是一个3位计数器，作扫描计数信号，有进程P2生成；进程P3是7断译码查表输出

程序，进程P1是对8个数码管选通的扫描程序，例如当CNT8等于“010”时，K3对应的数

码管被选通，同时，H被赋值3，再有进程P3译码输出“1001111”，显示在数码管上即为“3”；

当CNT8扫变时将能在8个数码管上显示数据

图(1)8位数码电路

2、七段数码显示译码器的原理:

7段数码是纯组合电路。通常的小规模专用IC,如74或4000系列的器件只能作十进制

BCD码译码，然而数字系统中的数据处理和运算都是二进制的，所以输出表达都是十六进制

的。为了满足十六进制数的译码显示，最方便的方法就是利用VHDL译码程序在FPGA/CPLD

中来实现。注意，这里没有考虑表示小数点的发光管，如果要考虑需要增加h段，并且段输

出SG[6..0]改为SG[7..0]。本实验采用共阳数码管，其电路图见下图（2）

图(2)共阴和共阳数码管及其电路

代表

输入码输入码g~a代表数据输入码输入码g~a

数据

000001000000810000000000

100011111001910010010000

2