一、设计目的
FPGA驱动七段数码管实现十六进制计数显示。
二、设计原理
七段数码管分共阳极与共阴极两种。共阳极数码管其工作特点是，当笔段电极接低电平，公共阳极接高电平时，相应笔段可以发光。共阴极数码管则与之相反，它是将发光二极管的阴极短接后作为公共阴极，当驱动信号为高电平、公共阴极接低电平时，才能发光。
上图为共阳极数码管和共阴极数码管的内部结构图
用七段数码管除了可以显示0～9的阿拉伯数字外，还可以显示一些英语字母。下表是常见的字母与7段显示关系（共阴极数码管）。
| 段 字母 |
a |
b |
c |
d |
e |
f |
g |
| A |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
| B |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| C |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
| D |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
| E |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| F |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
| H |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
三、设计内容
编写一个0～F轮换显示的电路（注意：选用实验箱中的共阳数码管DP1A，FPGA上P25引脚连接50MHz时钟。实验时为了便于观察，要将50MHz时钟经过分频得到1Hz时钟）。LED、时钟与FPGA的引脚连接如下表所示。
| 芯片引脚 |
开发平台模块 |
| AE13 |
HEX 1A |
| AF13 |
HEX 1B |
| AD12 |
HEX 1C |
| AE12 |
HEX 1D |
| AA12 |
HEX 1E |
| Y12 |
HEX 1F |
| V11 |
HEX 1G |
| P25 |
Clk（50MHz） |
四、设计结果
1、七段数码管源程序：
module div(clk,smg);
input clk;
output [6:0]smg;
reg [25:0] counter;
reg [6:0]smg;
reg [4:0]count;
always @(posedge clk)
begin
if(counter==50000000) counter <= 0;
else counter <= counter+1;
end
always @(posedge clk)
begin
if(count==17)
count<=0;
else if(counter==50000000) count<=count+1;
end
always @(posedge clk)
begin
if(count==1) smg<=7'b0000001;
else if(count==2) smg<=7'b1001111;
else if(count==3) smg<=7'b0010010;
else if(count==4) smg<=7'b0000110;
else if(count==5) smg<=7'b1001100;
else if(count==6) smg<=7'b0100100;
else if(count==7) smg<=7'b0100000;
else if(count==8)smg<=7'b0001111;
else if(count==9)smg<=7'b0000000;
else if(count==10)smg<=7'b0000100;
else if(count==11)smg<=7'b0001000;
else if(count==12)smg<=7'b1100000;
else if(count==13)smg<=7'b0110001;
else if(count==14)smg<=7'b1000010;
else if(count==15)smg<=7'b0110000;
else if(count==16)smg<=7'b0111000;
else smg<=7'b1111111;
end
endmodule2、仿真波形图：
上图为6分频仿真数码管七段各位的结果。
上图为50M分频结果，由于仿真时钟波形不够显示50000000次时钟波形，所以数码管输出结果未显示出。
3、管脚约束：
4、下载到试验箱上的结果：
上图为数码管从0～F轮换显示的结果，每隔一秒变换显示一次，同时也说明了时钟50MHz被成功分频为1Hz。
五、注意文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-464767.html
约束管脚时将数码管高低位（a-g）约束反会导致编码错乱。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-464767.html
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