实验三基于FPGA的数码管动态扫描电路设计 quartus/数码管/电路模块设计-Toy模板网

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实验三基于FPGA的数码管动态扫描电路设计

源文件的链接放在最后啦

实验目的：
（1）熟悉7段数码管显示译码电路的设计。
（2）掌握数码管显示原理及静态、动态扫描电路的设计。
实验任务：
（1）基本任务1：利用FPGA硬件平台上的4位数码管做静态显示，用SW0-3输入BCD码，用SW4-7控制数码管位选；
（2）基本任务2：利用FPGA硬件平台上的4位数码管显示模10计数结果（以1S为节拍）；
（3）基本任务3：利用FPGA硬件平台上的6位数码管显示模100计数结果（以1S为节拍）；
（4）拓展任务1：对7448译码结果中的“6”和“9”进行补段；
（5）拓展任务2：用按键控制计数器从0-9计数，4位数码管显示计数结果；（注意按键消抖）
（6）拓展任务:3：dig_select、decoder和code_select三个模块做波形仿真。（注意输入设置）

基本任务一：利用FPGA硬件平台上的4位数码管做静态显示，用SW0-3输入BCD码，用SW4-7控制数码管位选；

1、实验原理
使用decoder模块控制数码管的显示功能，输入二进制码，输出对应的数码管显示数字。
dig_select模块负责选择哪一个数码管显示数字，add端输入二进制码，如果输入的频率特别高的话，人眼就分辨不出来一个个显示的过程了，看起来就是六个数码管都在亮。

2、电路模块设计
（1）decoder模块
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（2）dig_select模块
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拓展任务一：对7448译码结果中的“6”和“9”进行补段；

1、电路模块设计
（1）补段后的decoder模块，原本6和9显示的时候会少一段没有显示，加上外部与非门后就可以完整显示了。

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基本任务二：利用FPGA硬件平台上的4位数码管显示模10计数结果（以1S为节拍）；

1、电路模块设计
（1）fre_div模块(如果不知道原理可以看我的上一篇文章实验二)
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（2）基本任务一的decoder和dig_select模块（在上面，用那个补过段的）
（3）模六计数器cnt6（实验一里有）
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（4）整体设计

拓展任务二：用按键控制计数器从0-9计数，4位数码管显示计数结果；（注意按键消抖）

1、电路模块设计
（1）按键消抖key_debounce模块
（2）原理
利用D触发器的延时特性，将每一个D触发器（延时不同）的输出端相与，仅当所有D触发器都输出为1的时候，消抖模块才输出为1，这样就可以将按键抖动的部分（有1也有0的部分）跳过，达成消抖的目的。
后面还可以接更多的D触发器，如果效果不好的话。
clk端要接一个500Hz的时钟
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（3）整体设计
接下来就和上面的差不多了。
我这里接了两个消抖模块是因为一个好像效果不太好。

基本任务3：利用FPGA硬件平台上的6位数码管显示模100计数结果（以1S为节拍）；

1、电路设计
（1）实验三就有一些复杂了。要实现模100计数结果，我们首先要有一个模100计数器。
cnt100
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（2）第二个新模块是sec_select模块，之所以这么命名和设计是为了下面的数字电子钟做准备。
这个模块的主要作用是将每一个电子管显示不同的内容，根据基本任务二可知一次只能一个数码管显示一位数字，我们是通过加快频率使得人眼看起来是6个数码管一起显示。但是每一位都是显示的都是同一个内容，还没有分开，所以要用sec_select模块进行数据选择。我们可以看到现在有6组输入，以总线的形式输入到数选模块里来，这6组分别代表了六个数码管上显示的数字，
add端输入二进制BCD码与dig_select端保持同步，表示现在在显示的是哪一个电子管，那么code输出端就会选择相应的输入端输出。（比如add端是000，表示0号数码管显示，code端就会将D0对应的sec_ge秒的个位数字输出）

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（3）整体电路连接
其他用到的还有fre_div模块、模六计数器cnt6、code_select/decoder、dig_select模块
这些在上面都已经实现了复制过来就好。