7段数码显示译码器设计实验报告

《EDA与数字系统设计》实验报告

实验二 7段数码显示译码器

【实验目的】

1. 设计七段显示译码器，并在实验板上验证 2. 学习Verilog HDL文本文件进行逻辑设计输入； 3. 学习设计仿真工具的使用方法；

【实验内容】

1. 实现BCD/七段显示译码器的“ Verilog ”语言设计。

说明：7段显示译码器的输入为：IN0…IN3共5根， 7段译码器的逻辑表同学自行设计，要求实现功能为：输入“ 0…15 ”（二进制），输出“ 0…9…F ”（显示数码），输出结果应在数码管（共阴）上显示出来。 2. 使用工具为译码器建立一个元件符号 3. 设计仿真文件，进行验证。 4.编程下载并在实验箱上进行验证。

【实验原理】

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2进制的，所以输出表达都是16进制的。为了满足16进制数的译码显示，利用Verilog译码程序在FPGA/CPLD中来实现。首先要设计一段程序，该程序可用case语句表述方法，根据真值表写出程序。设输入的4位码为IN[3:0],输出控制7段共阴数码管的七位数据为led7[6:0]。首先完成7

暑期FPGA培训实验报告

————BCD码—七段数码管显示译码器

一、实验设计

利用软件QuartusII，Modelsim及DE0开发板完成译码器的仿真及下载，其中使用VerilogHDL硬件描述语言完成其源代码。 译码器

将一位BCD码0—9用DE0开发板的数码管显示。

二、实验原理

发光二极管(LED)由特殊的半导体材料砷化镓、 磷砷化镓等制成，可以单独使用，也可以组装成分段式或点阵式LED显示器件(半导体显示器)。 分段式显示器(LED数码管)由7条线段围成8型，每一段包含一个发光二极管。外加正向电压时二极管导通，发出清晰的光，有红、黄、绿等色。只要按规律控制各发光段的亮、灭，就可以显示各种字形或符号。 图4 - 17(a)是共阴式LED数码管的原理图，图4-17(b)是其表示符号。使用时，公共阴极接地，7个阳极a~g由相应的BCD七段译码器来驱动(控制)，如图4 - 17(c)所示。（摘自百度文库）

（图片来自百度）

BCD码—七段数码管显示译码器是将一位BCD码（输入用图中A,B,C,D）翻译为数码管上对应显示的十进制数字。例如：输入为4’b0000时，则显示为g号二极管灭，其他为亮，则可显示为数字0。其实BCD码—七段数码管显

实验4 编译码器、触发器及数码管显示实验

一.实验目的

1．掌握组合逻辑电路的分析测试、设计方法与步骤。 2．掌握编码器、译码器等常用集成电路的性能及使用方法。 3．掌握数码显示、译码器的应用。 4. 掌握时序电路特点； 5. 掌握D触发器原理及特点

二.实验条件，设备，器材

实验室、数字电路实验箱、编译码器、触发器、数码管

三.实验原理，实验方案与手段

1.组合逻辑电路的分析

已知组合逻辑电路图，确定它们的逻辑功能。 (2) 对逻辑函数表达式化简或变换；

组合逻辑电路：逻辑电路在某一时刻的输出状态仅由该时刻电路的输入信号所决定。

分析步骤：(1) 根据逻辑图，写出逻辑函数表达式；(4) 由状态表确定逻辑电路的功能。常用组合电路有加法器、译码器、编码器、数据选择器 等。本次实验我们进行编码器、译码器实验。 2.编码器

编码：用数字或符号来表示某一对象或信号的过程称 为编码。

在数字电路中，一般用的是二进制编码，n 位二进制代码可以表示2n 个信号二—十进制编码器将十进制的十个数0，1，2，···，9 编成二进制代码的电路称二—十进制编码器，这种二—十进制代码称BCD 码。四位二进制代码共有十六种状态，取任何十种状态都可以表示0 ~ 9 十个

动态数码管不用译码器显示

#include

#define GPIO_DIG P0 //段选 #define GPIO_PLACE P1 //位选

//--定义全局变量--//

unsigned char code DIG_PLACE[8] = {

0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//位选控制 查表的方法控制 unsigned char code DIG_CODE[17] = { 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};

//0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F的显示码 unsigned char DisplayData[8];

void DigDisplay(); //动态显示函数 void main(void) { unsigned char i; for(i=0; i<8; i++) { DisplayData[i] = DIG_CODE[i]; } while(1) { DigDisplay(); } }

void DigDisplay() { unsigned char i; unsigned int j; for(i=0; i<8; i++) { GPIO_PLACE = DIG_PLACE[i]; //发送位选 GPIO_DIG = DisplayData[i]; //发送段码 j = 10; //扫描间隔时间设定 while(j--); GPIO_DIG = 0x00;//消隐 } }

EDA实验报告 之 实验七 八段数码管显示实验

1、实验目的

1）了解数码管动态显示的原理。 2）了解用总线方式控制数码管显示

2、实验要求：利用实验仪提供的显示电路, 动态显示一行数据.

提示：把显示缓冲区（例如可为60H~65H作为缓冲区）的内容显示出来，当修改显示缓冲区的内容时，可显示修改后的内容（为键盘扫描、显示实验做准备）。

3、实验说明

本实验仪提供了6 位8段码LED显示电路，学生只要按地址输出相应数据，就可以实现对显示器的控制。显示共有6位，用动态方式显示。8位段码、6位位码是由两片74LS374输出。位码经MC1413或ULN2003倒相驱动后，选择相应显示位。

本实验仪中 8位段码输出地址为0X004H，位码输出地址为0X002H。此处X是由KEY/LED CS 决定，参见地址译码。

做键盘和LED实验时，需将KEY/LED CS 接到相应的地址译码上。以便用相应的地址来访问。例如，将KEY/LED CS接到CS0上，则段码地址为08004H，位码地址为08002H。

七段数码管的字型代码表如下表：

a ----- f| |b | | ----- | g | e|

4.4 显示模块

4.4.1 7段数码管的结构与工作原理

7段数码管一般由8个发光二极管组成，其中由7个细长的发光二极管组成

数字显示，另外一个圆形的发光二极管显示小数点。

当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发光。控制相应的二极管导通，就能显示出各种字符，尽管显示的字符形状有些失真，能显示的数符数量也有限，但其控制简单，使有也方便。发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极数码管，阴极连在一起的称为共阴极数码管，如图4.9所示。

共阴极

7段数码管内部字段LED和引脚分布

图4.9 7段数码管结构图

共阳极 4.4.2 7段数码管驱动方法

发光二极管（LED是一种由磷化镓（GaP）等半导体材料制成的，能直接将电能转变成光能的发光显示器件。当其内部有一一电流通过时，它就会发光。

7段数码管每段的驱动电流和其他单个LED发光二极管一样，一般为5～10mA；正向电压随发光材料不同表现为1.8~2.5V不等。

7段数码管的显示方法可分为静态显示与动态显示，下面分别介绍。 （1） 静太显示

所谓静态显示，就是当显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定地寻能可截止。这种显示方法为每一们都需要有一个8位输出口控制。对于

实验三：3-8译码器的设计

一、实验目的

1、学习Quartus II 7.2软件设计平台。 2、了解EDA的设计过程。

3、通过实例，学习和掌握Quartus II 7.2平台下的文本输入法。

4、学习和掌握3-8译码器的工作和设计原理。 5、初步掌握该实验的软件仿真过程。 二、实验仪器

PC机，操作系统为Windows7/XP，本课程所用系统均为WindowsXP（下同），Quartus II 7.2设计平台。 三、实验步骤

1、创建工程，在File菜单中选择New Project Wizard，弹出对话框

如下图所示

在这个窗口中第一行为工程保存路径，第二行为工程名，第三行为顶层文件实体名，和工程名一样。

2、新建设计文本文件，在file中选择new，出现如下对话框：

选择VHDL File 点击OK。

3、文本输入，在文本中输入如下程序代码：

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

entity variable_decoder is port(A:in STD_LOGIC; B:in STD_LOG

问题解析与解题方法

问题分析：

设计一个哈夫曼编码、译码系统。对一个ASCII编码的文本文件中的字符进行哈夫曼编码，生成编码文件；反过来，可将编码文件译码还原为一个文本文件。 （1） 从文件中读入任意一篇英文短文（文件为ASCII编码，扩展名为txt）；

（2） 统计并输出不同字符在文章中出现的频率（空格、换行、标点等也按字符处理）； （3） 根据字符频率构造哈夫曼树，并给出每个字符的哈夫曼编码；

（4） 将文本文件利用哈夫曼树进行编码，存储成压缩文件（编码文件后缀名.huf） （5） 用哈夫曼编码来存储文件，并和输入文本文件大小进行比较，计算文件压缩率； （6） 进行译码，将huf文件译码为ASCII编码的txt文件，与原txt文件进行比较。

根据上述过程可以知道该编码译码器的关键在于字符统计和哈夫曼树的创建以及解码。

哈夫曼树的理论创建过程如下： 一、构成初始集合

对给定的n个权值{W1,W2,W3,...,Wi,...,Wn}构成n棵二叉树的初始集合

F={T1,T2,T3,...,Ti,...,Tn}，其中每棵二叉树Ti中只有一个权值为Wi的根结点，它的左右子树均为空。 二、选取左右子树

在F中选取两棵根结点权值

七段数码管显示实验

一、实验目的

1、掌握七段LED数码管的结构及工作原理。

2、掌握共阴极LED数码管连接方法、及其静态和动态显示方法。 3、进一步掌握并行接口芯片8255A的使用方法。

二、实验设备

微型计算机、单片机仿真器、实验仪； 实验连线(若干)。

三、实验原理

如图4.9-1所示，LED数码管由7个发光二极管组成，此外，还有一个圆点型发光二极管（在图中以dp表示），用于显示小数点。通过七段发光二极管亮暗的不同组合，可以显示多种数字、字母以及其它符号。LED数码管中的发光二极管共有两种连接方法：

共阴极接法 图4.9-1

共阳极接法

1） 共阴极接法：把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。使用时公共阴极接地，这样阳极端输入

高电平的段发光二极管就导通点亮，而输入低电平的则不点亮。实验中使用的LED显示器为共阴极接法

2） 共阳极接法：把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。使用时公共阳极接＋5V。这样阴极端输

入低电平的段发光二极管就导通点亮，而输入高电平的则不点亮。

为了显示数字或符号，要为LED显示器提供代码，因为这些代码是为显示字形的，因此称之为字形代码。七段发光二极管，再加上一个小数点位，共计八段。因此提供给LED显示器的字形代码正好一个字节。若a、

八段数码管显示 1.实验目的:

(1)了解数码管动态显示的原理。 (2)了解74LS164 扩展端口的方法。 2.实验内容:

利用实验仪提供的显示电路,动态显示一行数据。

7.参考程序(SY10.ASM)：

OUTBIT equ 0e101h ; 位控制口

CLK164 equ 0e102h ; 段控制口(接164 时钟位) DAT164 equ 0e102h ; 段控制口(接164 数据位) IN equ 0e103h ; 键盘读入口 LEDBuf equ 60h ; 显示缓冲 Num equ 70h ; 显示的数据 DelayT equ 75h org 0000h ljmp Start

LEDMAP: ; 八段管显示码

db 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07h db 7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71h Delay: ; 延时子程序 mov r7, #0 DelayLoop:

djnz r7, DelayLoop djnz r6, DelayLoop ret

DisplayLED:

mov r0, #LEDBuf

mov r1, #6 ; 共6 个八段管

mov r2, #0010