专题七动态扫描电路设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,专题七：七段显示器动态扫描电路设计,一、教学内容：七段显示器动态扫描电路设计,二、教学目的及要求：,1、把握VHDL语言的根本构造及编程思想。,2、把握七段显示器动态扫描电路设计方法。,三、授课课时：6课时,设计要求：,1、设计一个七段数码管动态扫描电路。数码管个数为8个，共阴极接法。,2、设计一电路，掌握上述电路实现“12345678”八个数字的显示，要求显示方式为：,1自左至右逐个点亮数码管，最终全亮；再重复以上动作，每次变化时间间隔为1秒。,2自左至右点亮数码管，每次只点亮一个，最终全息灭，再重复以上动作，每次变化时间间隔为1秒。,3 先中间两个点亮，再依次向外点亮；全亮后，再依次向中间熄灭；重复上述步骤，每次变化时间间隔为1秒。,相当于实现8279的显示局部的功能,一、,七段显示器动态扫描电路设计框图,a,b,c,d,e,f,g,c6,c5,c1,c4,c2,c3,c7,c8,扫描控制器,显,示,字,符,码,存,储,器,循,环,取,数,电,路,同步时钟发生器,CLK,A0,A1,A2,地,址,线,WR,数据写入控制,数据线,RD,读,A00,A01,A02,数据线,clk1,clk2,双口,RAM,二、存储器设计8位8字节静态随机存储器SRAM,LIBRARY ieee;,USE ieee.std_logic_1164.all;,ENTITY MEMO_RD_WR IS,PORT(WR,RD:IN STD_LOGIC;,A:IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);,B:IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);,D:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);,Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);,END MEMO_RD_WR;,显,示,字,符,码,存,储,器,（,8,字节）,A0,A1,A2,地,址,线,WR,数据写入控制,数据线,D7.0,Q7.0,RD,读数据控制,A00,A01,A02,双口,RAM,A,B,ARCHITECTURE a OF MEMO_RD_WR IS,SIGNAL Q0,Q1,Q2,Q3:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);,SIGNAL Q4,Q5,Q6,Q7:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);,BEGIN,PROCESS(WR,A),BEGIN,IF WR=”1”THEN,CASE A IS,WHEN “000“=Q0 Q1Q2 Q3Q4 Q5Q6 Q7NULL;,END CASE;,END IF;,END PROCESS;,PROCESS(RD,B),BEGIN,IF RD=”1”THEN,CASE B IS,WHEN “000“=Q QQ QQ QQ QNULL;,END CASE;,END IF;,END PROCESS;,END a;,仿真结果：,三、,同步时钟CLK频率计算,同步时钟发生器,CLK,clk1,CLK频率计算：,依据人的视觉暂留现象，一个数码管所要显示的字符只要在一秒内点亮24次以上，则感觉上该数码管没有熄灭一样。假设8只数码管要消失这种效果，要求在一秒内每只数码管要闪亮24次以上。,则CLK频率应为24X8192Hz以上，为了削减闪烁现象，到达较好的显示效果，取CLK频率为1024Hz，每秒内每个数码管显示次数为128次。,CLK1=CLK;,CLK2=CLK;,四、,循环取数电路设计,LIBRARY ieee;,USE ieee.std_logic_1164.all;,ENTITY GET_CODE IS,PORT(CLK1:IN STD_LOGIC;,D:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);,RD:OUT STD_LOGIC;,A:OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);,DOUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);,END GET_CODE;,该电路利用地址线A00、A01、A02对存储器循环取数，并通过DOUT7.0送数码管显示。每个CLK1时钟取出一个显示码并马上送数码管显示。,a,b,c,d,e,f,g,RD,读,A00,A01,A02,数据线,clk1,循环取数电路,D0D7,DOUT6.0,DOUT1,DOUT0,DOUT2,DOUT3,DOUT4,DOUT5,DOUT6,RD,A,地址信号,发生电路,锁存信号,产生电路,读信号产,生电路,A00,A01,A02,RD,CLK1,锁存器,DOUT6.0,D7.0,锁存信号,LOAD,循环取数电路内部功能图,CLK1,的上升沿锁存,ARCHITECTURE a OF GET_CODE IS,SIGNAL LOAD:STD_LOGIC;,SIGNAL QQ:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);,SIGNAL NUM:INTEGER RANGE 7 DOWNTO 0;,BEGIN,RD=1;,LOAD=CLK1;,PROCESS(CLK1),BEGIN,IF CLK1”EVENT AND CLK1=”1”THEN,NUMAAAAAAAANULL;,END CASE;,END PROCESS;,PROCESS(LOAD),BEGIN,IF LOADEVENT AND LOAD=1 THEN-上升沿锁存,QQ=D;,END IF;,END PROCESS;,DOUT(7 DOWNTO 0)=QQ(7 DOWNTO 0);,END a;,五、扫描掌握器设计,a,b,c,d,e,f,g,c6,c5,c1,c4,c2,c3,c7,c8,扫描控制器,clk2,LIBRARY ieee;,USE ieee.std_logic_1164.all;,ENTITY SCAN_8 IS,PORT(CLK2:IN STD_LOGIC;,C:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);,END SCAN_8;,扫描掌握器时序图,ARCHITECTURE a OF SCAN_8 IS,SIGNAL NUM:INTEGER RANGE 7 DOWNTO 0;,BEGIN,PROCESS(CLK2),BEGIN,IF CLK2”EVENT AND CLK2=1”THEN,IF NUM=7 THEN,NUM=NUM+1;,ELSE NUMC CC CC CC CNULL;,END CASE;,END PROCESS;,END A;,地址,数据线,扫描掌握器电路图,存储器电路,读显示码电路,列扫描电路,应用实例一：显示“,01234567”,八个数字,LIBRARY ieee;,USE ieee.std_logic_1164.all;,ENTITY disp_data IS,PORT(CLK:IN STD_LOGIC;,WR:OUT STD_LOGIC;,A:OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);,Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);,END disp_data;,ARCHITECTURE a OF disp_data IS,-SIGNAL QQ:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);,SIGNAL NUM:INTEGER RANGE 7 DOWNTO 0;,BEGIN,WR=1;,PROCESS(CLK),BEGIN,IF CLK”EVENT AND CLK=”1”THEN,IF NUM=7 THEN,NUM=NUM+1;,ELSE NUMQ=“00111111“;AQ=“00000110“;AQ=“01011011“;AQ=“01001111“;AQ=“01100110“;AQ=“01101101“;AQ=“01111101“;AQ=“01111111“;ANULL;,END CASE;,END PROCESS;,END a;,应用实例二：数字增加挨次重复显示“12345678”八个数字,应用实例三：单数字挨次重复显示“12345678”八个数字,七段显示器动态扫描电路设计框图,a,b,c,d,e,f,g,c6,c5,c1,c4,c2,c3,c7,c8,扫描控制器,显,示,字,符,码,存,储,器,循,环,取,数,电,路,同步时钟发生器,CLK,A0,A1,A2,地,址,线,WR,数据写入控制,数据线,RD,读,A00,A01,A02,数据线,clk1,clk2,LIBRARY ieee;,USE ieee.std_logic_1164.all;,ENTITY disp_data2 IS,PORT(clk,clk1s:IN STD_LOGIC;,WR:OUT STD_LOGIC;,A:OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);,Qout:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);,END disp_data2;,ARCHITECTURE a OF disp_data2 IS,SIGNAL NUM1:INTEGER RANGE 7 DOWNTO 0;,SIGNAL num2:INTEGER RANGE 8 DOWNTO 0;,SIGNAL q0,q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);,BEGIN,WR=”1”;,process(clk),begin,if clk”event and clk=”1”then,if num1=7 then,num1=num1+1;,else num1A=“000“;qoutA=“001“;qoutA=“010“;qoutA=“011“;qoutA=“100“;qoutA=“101“;qoutA=“110“;qoutA=“111“;qoutNULL;,end case;,end process;,process(clk1s),begin,if clk1s”event and clk1s=”1”then,if num28 then,num2=num2+1;,else num2 q0=“00000000“;q1=“00000000“;q2=“00000000“;,q3=“00000000“;q4=“00000000“;q5=“00000000“;,q6=“00000000“;q7 q0=“00000110“;q1=“00000000“;q2=“00000000“;,q3=“00000000“;q4=“00000000“;q5=“00000000“;,q6=“00000000“;q7 q0=“00000110“;q1=“01011011“;q2=“00000000“;,q3=“00000000“;q4=“00000000“;q5=“00000000“;,q6=“00000000“;q7 q0=“00000110“;q1=“01011011“;q2=“01001111“;,q3=“00000000“;q4=“00000000“;q5=“00000000“;,q6=“00000000“;q7 q0=“00000110“;q1=“01011011“;q2=“01001111“;,q3=“01100110“;q4=“00000000“;q5=“00000000“;,q6=“00000000“;q7 q0=“00000110“;q1=“01011011“;q2=“01001111“;,q3=“01100110“;q4=“01101101“;q5=“00000000“;,q6=“00000000“;q7 q0=“00000110“;q1=“01011011“;q2=“01001111“;,q3=“01100110“;q4=“01101101“;q5=“0111110