fpga试验报告点阵试验报告

1、点阵实验一 实验目的理解原有程序并修改以实现点阵列的行扫描与列扫描。一、实验原理1.74HC154 简介74HC154是一款高速CMOS器件，74HC154译码器可接受4位高有效二进制地址输入， 并提供16个互斥的低有效输出。74HC154的两个输入使能门电路可用于译码器选通，以 消除输出端上的通常译码假信号”，也可用于译码器扩展。该使能门电路包含两个逻辑与输入，必须置为低以便使能输出端。任选一个使能输入端作为数据输入，74HC154可充当一个1-16的多路分配器。当其余的使能输入端置低时，地址输出将会跟随应用的状态。7在实验中通过对 74HC154输入端的计数控制，实现了列的扫面。切扫描的频

2、率从由输入变化的频率控制。在实验中，我们使用了74HC154来进行列控制信号的输出。其引脚图为:CD54HC154. CD54HCT154 (CERDIPJCD74CD74HCT154 (PDIP. SOIC)TOP VIEWBEEE叵匝叵0Y0Y1YZYJY4T5疋齐丽河川NDY 33习可1习可田T_lJEEnVccAOA2A374HC154 参数74HC154基本参数电压2.0 6.0V驱动电流+/-5.2 mA传输延迟11 ns5V74HC154其他特性逻辑电平CMOS功耗考量低功耗或电池供电应用74HC154 封装与引脚SO24, SSOP24, DIP24, TSSOP242点阵工作

3、原理8*8LED点阵共由64个发光二极管组成，每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点 上，当对应的某一行置 1高电平，且某一列置 0低电平，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。但要显示信息量大的图形，则需要n个多个8*8

4、LED点阵，拼装成一个大屏幕才行。16X 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。列1 列2歹列4歹临列6歹【门歹呃行1行2行3行4行5行6行了行$不论显示图形还是文字，只要控制与组成这些图形或文字的各个点所在位置相对应的LED器件发光，就可以得到我们想要的显示结果，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态 驱动显示方式。16X 16的点阵共有256个发光二极管，采用动态扫描的显示方法。逐行

5、轮流 点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行（比如16行）的同名列共用一套列驱动器。具体就16X 16的点阵来说，我们把所有同一行的发光管的阳极连在一起，把所有同一列的发光管的 阴极连在一起（共阳的接法），先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第一行使其燃亮一定的时间，然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第二行使其燃亮相 同的时间，然后熄灭； 第十六行之后又重新燃亮第一行，这样反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每秒 24次以上），由于人眼的视觉暂留现象，我们就能看到显示屏上稳定的图 形了。3扫描原理需要实现点阵按列依次并且循环显示的效果，可以分析视觉上可以观察到列的变化， 则列

6、的扫描频率必定要远远小于行扫描的频率。在程序中，设置行扫描的频率等于前次实验中数码管扫描的频率，设置列扫描的频率为5HZ，即每0.2s显示亮的一列向前推进一列。在程序中，使用16进制计数作为74HC154的输入：分出5hz的频率，并用其计数，将计数 值作为74HC154，则其译码产生的输出变化也为 5hz，并且实现每列一次选通。由于每行对应的数码管共阳极。直接赋高电平。则可以实现所需要的功能。行扫面则是要实现先依行点 亮，再实现列点亮。三实验流程图及管脚分配1行扫描流程图區序开赂）定义状态分频模块机（快，慢）1丁2列扫描流程图3管脚分配rOil 亡匚 LionLoct bonI/O Be1dk

7、Il VLi tPIHJNdLd15CMjLtJUlPIN*±3CXjtpijtWJ¥JL斗QNUtpUtFUM脅11drriloutputFIIN丸1号dtaf illOutputPIN3S1Zdato 101OutrMJtFUN3Sde如冋OutrsutFIN3O19datoISJCXjtjpjtFIN1511Odatei L 71OnjIjMJtPin13111datLfiJOutputPihJ11112cdatiaLJpinIOX13HOFINe1OutpijVPIN虽1.15曰r"刃OutputPUT5laisP曲31CMUJtpMtpumX1 7Ovu

8、tpLjftiphn 5-118_admits coide f3OutputPH413-3±9code匚liutpu电& uz_13 7oadata c ode 1JCJlUtlZHJtF U133-2.1dat3 code uUlUltlZHJtf !ir j壽2.2.emCMJtiDUtl-lr-'l-HiSZ3p3tl0SuBciCl TW22闻1OtJl'pi ilrrii4H53OtJlTTH itFIISI-3四.试验程序1.行扫描程序module line(clk,rst,ql,ll,sel);inputclk;inputrst;output 1

9、5:0 ql;output 4:0 ll;output 2:0 sel;reg CLK_DIV ,CLK_DIV2;reg 31:0 DCLK_DIV ,DCLK_DIV2;reg 4:0 cnt;reg 15:0 qql;reg 15:0 qqlx;parameter CLK_FREQ = 'D50_000_000;/系统时钟 50MHZparameter DCLK_FREQ = 'D100;/AD_CLK 输出时钟 10/2HZ parameter DCLK_FREQ2 = 'D10000;/AD_CLK 输出时钟 10/2HZ always (posedge cl

10、k)if(DCLK_DIV < (CLK_FREQ / DCLK_FREQ)DCLK_DIV <= DCLK_DIV+1'b1;elsebeginDCLK_DIV <= 0;CLK_DIV <= CLK_DIV;endalways (posedge clk)if(DCLK_DIV2 < (CLK_FREQ / DCLK_FREQ2)DCLK_DIV2 <= DCLK_DIV2+1'b1;elsebeginDCLK_DIV2 <= 0;CLK_DIV2 <= CLK_DIV2; endalways (posedge CLK_DIV2

11、 ) begin if(cnt<5'b10000)cnt<=cnt+1'b1;else cnt<=5'b0;endalways (posedge CLK_DIV ) beginif(rst) qqlx<=16'b0000_0000_0000_0001; elsebegin qqlx<=qqlx<<1; qqlx0<=qqlx15;end end assign ql=qqlx; assign ll=cnt;assign sel=2'b010; endmodule2.列扫描程序module dianzhen(c

12、lk,sel,set,bcd_led,l); input clk;output l;output2:0 sel;output4:0 set;output15:0 bcd_led;reg4:0 set;assign bcd_led=16'b1111_1111_1111_1111;assign sel0=0;assign sel2=0;assign sel1=1;assign l=0;reg CLK_DIV;reg 31:0 DCLK_DIV;parameter CLK_FREQ = 'D50_000_000;/ 系统时钟 50MHZparameter DCLK_FREQ = &#

13、39;D10;/AD_CLK 输出时钟 10/2HZalways (posedge clk)if(DCLK_DIV < (CLK_FREQ / DCLK_FREQ)DCLK_DIV <= DCLK_DIV+1'b1;elsebeginDCLK_DIV <= 0;CLK_DIV <= CLK_DIV;endalways (posedge CLK_DIV)beginif(set=16)set=5'b00000;elseset=set+1;endEndmodule五 实验结果通过修改程序完成了点阵列循环与行循环全部点亮的功能， 达到了实验要求。六 实验心得在此次试验中 ,我了解了 74HC154 与点阵的工作原理 , 知道点阵相当于多个 二极管在一起控制。同时，LED点阵显示系统 扫描电路,女口 16*16 LED点阵 共 256个LED,需要16行 和16列 扫描电路，74HC154 为四输入16输出译 码电路，四输入可以组成 16种状