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实验三 7段数码显示译码器设计
(1)实验目的:学习7段数码显示译码器的设计;学习VHDL的CASE语句应用。 (2)实验原理:7段数码显示译码器是纯组合电路,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二进制的,所以输出表达都是十六进制的,为了满足十六进制数的译码显示,最方便的方法就是利用译码程序在FPGA/CPLD中来实现。图4-1是共阴七段数码管,译码器的输出信号的7位分别接数码管的7个段,高位在左,低位在右。例如当输出信号为“1101101”时,数码管的7个段:g、f、e、d、c、b、a分别接1、1、0、1、1、0、1;接有高电平的段发光,于是数码管显示“5”。注意,这里没有考虑表示小数点的发光管,如果要考虑,需要增加段h,程序中的输出端应改为8位的标准逻辑位矢量。 图4 -1 共阴数码管及其电路 (3)实验内容: Ⅰ.用VHDL中的CASE语句设计一个显示十六进制数的7段数码显示译码器,输入是从“0000”~“1111”16个4位二进制数,数码显示的是从‘0’~‘F’16个字符。在QuartusII上进行编辑、编译及仿真,给出其所有信号的时序仿真波形。 【部分参考程序】 … PROCESS( A ) BEGIN CASE A IS WHEN "0000" => LED7S <= "0111111" ; … WHEN OTHERS => NULL ; END CASE ; END PROCESS ; END ; 提示:仿真时可用输入总线的方式给出输入信号仿真数据,仿真波形示例图如图4-2所示。 图4-2 7段译码器仿真波形 Ⅱ.引脚锁定及硬件测试。建议选用实验电路模式6,用数码管8显示译码输出(PIO46-PIO40),键8、键7、键6和键5四位控制输入数据,对译码器的工作性能进行硬件测试。 (4)实验报告 1. 给出实验Ⅰ的完整程序,说明程序中各语句的含义及其整体功能。 2. 给出实验Ⅰ的时序仿真波形报告及其分析说明。 3. 给出实验Ⅱ的硬件测试过程及结果的说明。 |
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