16X16点阵显示实验

实验报告

实验名称： [16X16点阵显示实验]

姓名：

学号：

指导教师：

实验时间： [2013年6月15日]

信息与通信工程学院

16X16点阵显示实验

1、实验要求：

理解并掌握点阵显示符号的原理，理解原有程序，会使用动态扫描的方式使点阵显示汉字，明白点阵滚动显示的原理。根据原有程序，掌握LPM_ROM的应用，会应用LPM_ROM

存储需要显示的内容。参照液晶显示程序，编写16*16点阵显示程序。

任务一：实现点阵列扫描。点亮点阵的一列，并让其不断的向右移动。

任务二：在点阵上循环滚动显示“嵌入式系统设计”。

2、实验原理：

2.1点阵基本原理

本实验对点阵的扫描使用列扫描的方式。就是将要显示的数据分成16列，在某一时刻只选中一列，并向点阵传送该列需要显示的数据，那么如果从左往右依次循环选中所有列，并且循环的速度足够快，因为视觉停留效应，我们就能看到完整的显示了。

如果要显示大于16列的信息，比如要显示多个汉字，由于只能同时显示16列，那么就需要在一个比较慢的时钟的指挥下，不断更新要显示的连续的16列数据，使用这样的方法就能实现滚动显示。

2.2任务原理

8*8LED点阵共由64个发光二极管组成，每个发光二极管放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一行高电平（置1），且某一列低电平（置0），则相应的发光二极管就亮；因此要用8*8LED点阵来显示一个字符或汉字，只需要根据字符或汉字图形中的线条或笔画，通过点亮多个发光二极管来勾勒出字符或汉字的线条或笔画就行了。

当要比较完美的显示一般的汉字，单个8*8LED点阵模块很难做到，因为LED的点数（也称为像素点）不够多，因此要显示汉字的话，需要多个8*8LED点阵拼合成一个显示屏。假如用4个8*8LED点阵模块拼成16*16的点阵，即能满足一般汉字的显示。

16×16扫描LED点阵的工作原理同8位扫描数码管类似。它有16个共阴极输出端口,每个共阴极对应有16个LED显示灯，所以其扫描译码地址需4位信号线（SEL0-SEL3），其汉字扫描码由16位段地址（0-15）输入。通过时钟的每列扫描显示完整汉字。

2.3、实验设计流程：

任务一系统结构图如图1所示。

图1 任务一系统结构图

任务二系统结构图如图2所示。

图2 任务二系统结构图

3.管脚分配：

choose[3] PIN_139

choose[2] PIN_137

choose[1] PIN_134

choose[0] PIN_127

clk_50M PIN_23

data[15] PIN_46

data[14] PIN_44

data[13] PIN_41

data[12] PIN_39

data[11] PIN_35

data[10] PIN_33

data[9] PIN_30

data[8] PIN_15

data[7] PIN_13

data[6] PIN_11

data[5] PIN_10

data[4] PIN_8

data[3] PIN_6

data[2] PIN_5

data[1] PIN_4

data[0] PIN_3

l5 PIN_142

rst PIN_56

sel[2] PIN_146

sel[1] PIN_145

sel[0] PIN_144

4、实验结果：

使用QuartusII软件将实验工程分别下载到实验箱中，能够看到预期的现象：

将任务一的工程下载到实验箱后，可以看到一竖条向右移动，移动速度为1s每列。

将任务二的工程下载到实验箱后，点阵上滚动显示汉字“嵌入式系统设计”，字体移动速度为0.34秒每列。

实验现象表明实验程序符合要求，能够完成实验要求任务。

5实验心得

通过这次实验，我学到了一个有时序功能的器件如何用verilog语言实现其功能。学会了8*8LED点阵共由64个发光原理，要用8*8LED点阵来显示一个字符或汉字，只需要根据字符或汉字图形中的线条或笔画，通过点亮多个发光二极管来勾勒出字符或汉字的线条或笔画就行了。如何用点阵拼合成一个显示屏假如用4个8*8LED点阵模块拼成16*16的点阵，即能满足一般汉字的显示。而16×16扫描LED点阵的工作原理同8位扫描数码管类似。它有16个共阴极输出端口,每个共阴极对应有16个LED显示灯，所以其扫描译码地址需4位信号线（SEL0-SEL3），其汉字扫描码由16位段地址（0-15）输入。通过时钟的每列扫描显示完整汉字。并通过模块和模块的嵌套或者连接实现相应功能。

通过这次实验，学到了很多东西，同时也认识到了自己只是FPGA道路上的新手，还有很多未知的知识需要学习。真正学习的历程需要在课下多努力，希望通过这学期的学习自

己能熟练掌握一些编程的技术，培养良好的思维模式。

6 参考文献

[1] 王金明. 《数字系统设计与Verilog HDL》第3版、第2版, 电子工业出版社, 2009、2005. TP271/W24.

[2] 夏宇闻. 《Verilog数字系统设计教程》, 北京航空航天大学出版社, 第1、2版, 2008. TP312VH/X31.

[3] 蒋璇，臧春华. 《数字系统设计与PLD应用技术》, 电子工业出版社, TP271/J63.

[4] 侯伯亨，顾新. 《VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计》（修订版）, 西安电子科技大学出版社. TP312/H490.

[5] （美）John 威廉斯著; 李林，陈亦欧，郭志勇译. 《Verilog数字VLSI设计教程》, 电子工业出版社. 2010.7.

[6] 潘松，黄继业. 《EDA技术实用教程》, 科学出版社, 2006. TN702/P18.