混合电路——由计数器控制的7段数码管显示驱动电路的设计报告

实验三、混合电路——由计数器控制的7段数码管显示驱动电路的设计

一、实验目的

了解EDA实验箱8位八段数码管显示模块的工作原理，设计标准7段数码管扫描驱动电路模块，用计数器电路对7段数码管的输入进行控制。

二、硬件要求

主芯片Altera EPM7128SLC84-15，时钟信号，8位八段数码管显示器，拨码开关。三、实验内容

用16进制计数器产生8421BCD码，用VHDL产生7段数码管扫描驱动电路，并用计数器控制数码管驱动电路的输入，然后进行仿真，观察波形，正确后编程下载实验测试。

1、编一个7段数码管显示驱动电路程序；

2、编写16进制加法计数器产生程序；

3、画顶层电路的原理图，实现第一个7段数码管循环显示0~F的功能。

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四、实验原理

用16进制计数器产生8421BCD码，经译码电路DECL7S后连接8段数码管的字形显示驱动信号a,b,c,d,e,f,g。该电路实现在第一个数码管上循环显示0~F的功能。

1、参考电路：如图3-1所示(时钟频率>40Hz)t3.gdf

2、实验连线

输入信号：把RESET和rst0接高电平，CLK接上时钟信号。

输出信号：代表七段数码驱动信号LED7S的0~6管脚分别同扫描数码管的段输入a,b,c,d,e,f,g相连。

五、实验源程序

(1) 字符译码器DECL7S的VHDL源程序

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

entity decl7s is

port(a:instd_logic_vector(3 downto 0);

led7s:out std_logic_vector(6 downto 0));

end;

architecture one of decl7s is

begin

process(a)

begin

case a is

when "0000" => led7s<="0111111";

when "0001" => led7s<="0000110";

when "0010" => led7s<="1011011";

when "0011" => led7s<="1001111";

when "0100" => led7s<="1100110";

when "0101" => led7s<="1101101";

when "0110" => led7s<="1111101";

when "0111" => led7s<="0000111";

when "1000" => led7s<="1111111";

when "1001" => led7s<="1101111";

when "1010" => led7s<="1110111";

when "1011" => led7s<="1111100";

when "1100" => led7s<="0111001";

when "1101" => led7s<="1011110";

when "1110" => led7s<="1111001";

when "1111" => led7s<="1110001";

when others => null;

end case;

end process;

end;

(2) 16进制4位计数器的VHDL源程序

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

use ieee.std_logic_unsigned.all;

entity cnt4b is

port(clk,rst,en : in std_logic;

cq : out std_logic_vector(3 downto 0);

cout : out std_logic );

end cnt4b;

architecture behave of cnt4b is

begin

process(clk,rst,en)

variable ci:std_logic_vector(3 downto 0);

begin

if rst='1' then ci:=(others=>'0');--计数器异步复位elsifclk'event and clk='1' then

if en='1' then --检测是否允许计数

if ci<"1111" then ci:=ci+1; --允许计数，

else ci:=(others=>'0'); --等于15，计数值清零

end if;

end if;

cq<=ci;

end if;

if ci="1111" then cout<='1'; --输出进位信号

else cout<='0';

end if;

end process;

end behave;

六、波形仿真结果：