EDA实验报告-实验2-数码管扫描显示电路 - 图文

暨南大学本科实验报告专用纸

课程名称 EDA实验 成绩评定

实验项目名称 数码管扫描显示电路 指导教师 郭江陵 实验项目编号 02 实验项目类型 验证 实验地点 B305 学院 电气信息学院 系 专业 物联网工程 组号： A6

一、实验前准备

本实验例子使用独立扩展下载板EP1K10_30_50_100QC208(芯片为EP1K100QC208)。EDAPRO/240H实验仪主板的VCCINT跳线器右跳设定为3.3V； EDAPRO/240H实验仪主板的VCCIO跳线器组中“VCCIO3.3V”应短接，其余VCCIO均断开；独立扩展下载板“EP1K10_30_50_100QC208”的VCCINT跳线器组设定为2.5V；独立扩展下载板“EP1K10_30_50_100QC208”的VCCIO跳线器组设定为3.3V。请参考前面第二章中关于“电源模块”的说明。

二、实验目的

1、了解时序电路设计。

2、制作一个数码管显示的7段译码电路，以备以后调用。

三、实验原理

在电子电路显示部分里，发光二极管（LED）、七段显示数码管、液晶显示（LCD）均是十分常见的人机接口电路。通常点亮一个LED所需的电流在5~20mA之间，电流愈大，LED的亮度也高，相对的使用寿命也愈短。若以10mA导通电流来估算一个接5V的串接电

a 阻值计算应为：

（5－1.6）/10mA≈0.34KΩ。

f b g e c p d

七段显示数码管分为共阳、共阴二种极性。它们等效成八个LED相连电路。

p g f e d c b a

共阴极七段显示器的LED位置定义和等效电路

共阴极七段显示码十六进制转换表

十六进制码 Num D8 D4 D2 D1 g 共阴极七段显示码 f e d c b a 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 四、实验内容

用拨码开关产生8421BCD码，CPLD器件产生译码及扫描电路，把BCD码显示在LED数码管上，通过改变扫描频率观察数码管刷新效果。

五、实验要求

学习在MAX+PLUS II中使用VHDL设计功能模块，并将所生成的功能模块转换成MAX+PLUS II原理图的符号库，以便在使用原理图时调用该库。

六、设计框图

◆ 动态共阴数码管扫描设计框图（程序为1-D）

数据输入 时钟信号 数据转换 计数器 输出 数码管动态扫描 LED显示驱动 ◆ 静态共阳数码管扫描设计框图（程序为1-S）

数据输入 数据转换

七、原理图

◆ 动态共阴数码管（程序为1-D）：

xdeleddi[3..0]INPUTVCCdi[3..0]abcdefgOUTPUTaOUTPUTOUTPUTbcOUTPUTOUTPUTOUTPUTdefOUTPUTginstVCCPIN_86PIN_87PIN_88PIN_89PIN_90PIN_92PIN_9374161LDNABCDENTENPCLRN数码管扫描刷新模块 QAQBQCQDRCOOUTPUTOUTPUTSS0SS1OUTPUTSS2PIN_68PIN_69PIN_70RESETINPUTVCCINPUTVCCPIN_79CLKPIN_71CLKCOUNTERinst1数码管显示驱动模块 7404OUTPUT a静态共阳数码管： inst1deled7404PIN_25OUTPUTbsum[3..0]INPUTVCCsum[3..0]abcdefginst27404OUTPUTPIN_26cPIN_45PIN_46PIN_47PIN_53inst37404PIN_27OUTPUTdinst47404OUTPUTPIN_28einstinst57404PIN_29OUTPUTfinst67404OUTPUTPIN_30ginst7PIN_317404OUTPUThinst8VCCPIN_36GNDAND2OUTPUTIO_DS7 在原理图方式中设计了两个模块，其中一个用于BCD码译码输出，转换成数码管的段码，数据输入端口为D[3..0]，输出端口A～G通过数码管驱动电路分别驱动各段来点亮动态数码管。数码管上显示的值为“8位数字开关组(A)”的“SW8～SW5”所输入的8421BCD

inst10PIN_37码值的数值。另外一个模块使用74161计数器进行数码管显示选择设定。74161的输入端有时钟信号CLK和复位信号RESET，输出为数码管段位译码的输入信号SS0、SS1、SS2。

八、实验电路连线与使用操作

◆ 动态共阴数码管实验电路连线（程序为1-D）：

D0、D1、D2、D3：分别为独立扩展下载板上第53、47、46、45脚，内部已锁定，并已连接至“8位数字开关组(A)”的“SW8~SW5”，无需连线。

A：为独立扩展下载板上第86脚，应接“数码管段位引线”接线组“KPL_AH”的A B：为独立扩展下载板上第87脚，应接“数码管段位引线”接线组“KPL_AH”的B C：为独立扩展下载板上第88脚，应接“数码管段位引线”接线组“KPL_AH”的C D：为独立扩展下载板上第89脚，应接“数码管段位引线”接线组“KPL_AH”的D E：为独立扩展下载板上第90脚，应接“数码管段位引线”接线组“KPL_AH”的E F：为独立扩展下载板上第92脚，应接“数码管段位引线”接线组“KPL_AH”的F G：为独立扩展下载板上第93脚，应接“数码管段位引线”接线组“KPL_AH”的G SS0：为独立扩展下载板上第68脚，是数码管的位选扫描信号，接信号接线组“DS1-8A(T)”的引线插孔SS0。

SS1：为独立扩展下载板上第69脚，是数码管的位选扫描信号，接信号接线组“DS1-8A(T)”的引线插孔SS1。

SS2：为独立扩展下载板上第70脚，是数码管的位选扫描信号，接信号接线组“DS1-8A(T)”的引线插孔SS2。

RESET：为独立扩展下载板上第71脚，应接“多功能复用按键F1-F12”信号接线组“F1_12(T)”的 F9～F12的任意一个引线插孔

CLK：为独立扩展下载板上第79脚即 GCLK1脚，应接时钟信号接线组“CLOCK(T)”的“FRQ（11）”引线插孔。

动态共阴数码管使用操作（程序为1-D）： 改变“8位数字开关组(A)”的“SW8~SW5”，共有 24=16种状态，即在共阴动态数码管上分别显示十六进制数0～F。

◆ 静态共阳数码管实验电路连线（程序为1-S）：

本例数码管为共阳极性，位于EDAPRO/240H实验仪的“DS7C”。

D1、D2、D3、D4：分别为独立扩展下载板上第53、47、46、45脚，内部已锁定，并已连接至“8位数字开关组(A)”的“SW8~SW5”，无需连线。

数码管段码A、B、C、D、E、F、G分别为独立扩展下载板上第25、26、27、28、29、30、31脚，内部已锁定，无需连线。

IO_DS7：为独立扩展下载板上第37脚，内部已锁定，无需连线。 静态共阳数码管使用操作（程序为1-S）： 改变“8位数字开关组(A)”的“SW8~SW5”，共有 24=16种状态，即在DS7C共阳静态数码管上显示对应的十六进制数0~F。

九、波形仿真分析

◆ 动态共阴数码管（程序为1-D）：

输入信号：

Di[3..0]：状态输入端口，决定数码管的显示。 CLK：74161的时钟信号。

RESET：74161的复位输入信号。 输出信号：

A ~G：数码管7个段。

SS0～SS2：动态共阴数码管位控译码的输入信号。 波形结果分析：

如仿真波形所示，在第二个timebar处di[3..0]的输入数据为“5”，SS0～SS2在“5”数据输入期间，有0～7个状态循环往复，说明在此期间8个数码管的各位控均有有效输入信号，相应的数码管都有相同的字形码“5”输出（1101101），这与段选共阴数码管对照表的结果的结果一致，说明实验结果正确。输入其他不同的BCD码如0～F，其输出结果均与此类同。

结论：从以上分析结果可知，所设计的电路符合实验设计要求。

下载到实验箱的结果如下：

动态

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