数码管led显示器控制电路

专题二.

经典模块设计——LED数码管显示控制电路设计数码管显示原理数码管的组成：LED数码管是由发光二极管构成的，常用的有8段。数码管的分类：有共阴和共阳极两种。多个LED的阴极连在一起的为共阴极数码管，阳极连在一起的为共阳极数码管。共阴极数码管的公共端接地，阳极（a到h）接高电平，数码管点亮。共阳极数码管的公共端接电源，阴极（a到h）接低，数码管点亮。数码管的段码和位码数码管的位码就是提供给公共端的电平。位码的作用是控制数码管的亮灭。数码管的段码就是提供给a,b,c,d,e,f,g,h的电平。段码的作用是控制数码管显示什么字符。单个数码管需要9个端口来控制。位码段码举例：位码和段码例1：显示字符“1”。（共阴极数码管）位码应该接低电平。段码按照hgfedcba的顺序，应该为“00000110”。例2：显示字符“A”。（共阳极数码管）位码应该接高电平。段码按照hgfedcba的顺序，应该为“10001000”。LED数码管显示控制电路静态显示方式动态显示方式（1）LED静态显示控制电路静态显示方式将每一个数码管的段码端a~h连接到CPLD/FPGA的IO端口上，公共端接地（对于共阴极LED）。每个数码管需要8个IO口线，N个数码管共需要N×8条IO口线。当CPLD/FPGA有相当多的IO端口资源，并且显示的位数较少时（通常为1~2位），可以直接使用静态显示的方式。数码管静态显示方式的优点是连线简单，软件编程简单。缺点是需要耗费大量的IO端口资源。8×N静态显示的方式CPLD/FPGA驱动LED静态显示译码程序Libraryieee;Useieee.std_logic_1164.all;Useieee.std_logic_unsigned.all;Useieee.std_logic_arith.all;Entitydisplayis--共阴极数码管段码译码port(data:INstd_logic_vector(3downto0);seg:OUTstd_logic_vector(6downto0)--gfedcba);Enddisplay;architectureaofdisplayisbeginprocess(data)begincasedatais--gfedcba

when"0000"=>seg<="0111111";--0when"0001"=>seg<="0000110";--1when"0010"=>seg<="1011011";--2when"0011"=>seg<="1001111";--3when"0100"=>seg<="1100110";--4when"0101"=>seg<="1101101";--5when"0110"=>seg<="1111101";--6when"0111"=>seg<="0000111";--7when"1000"=>seg<="1111111";--8when"1001"=>seg<="1100111";--9when"1010"=>seg<="1110111";--Awhen"1011"=>seg<="1111100";--bwhen"1100"=>seg<="0111001";--cwhen"1101"=>seg<="1011110";--dwhen"1110"=>seg<="1111001";--Ewhen"1111"=>seg<="1110001";--Fwhenothers=>seg<="0000000";--全灭endcase;endprocess;enda;仿真结果将要显示的数据译成段码在数码管上显示出来。静态显示应用举例：设计一个4路独立键盘输入电路，读取键盘的键值，并将键值在一位静态共阴极LED数码管中显示出来。输入为时钟信号CLK（50MHz），按键状态KEY1，KEY2，KEY3，KEY4。输出为LED数码管的段码SEG[6..0]。电路模块输入信号：clk：时钟，50MHz；reset：复位信号；key1,key2,key3,key4：按键信号输入；输出信号：SEG[6..0]：静态LED数码管的段码信号。分频模块去抖动模块键盘扫描译码模块50MHz键盘扫描译码模块程序（1）--输出’1’的段第码--输出’2’的段打码--输出’3’的段战码--输出’4’的段隙码--数码鹊管灯良灭键盘拐扫描微译码神模块颠程序坐（2）ke稿ys闭ca测n程序击：li界br昼ar饼yie雄ee;us侦e玻ie水ee浩.s寻td姨_l弃og晨ic懒_1粒16苗4.示al驳l;us忠eie逗ee倚.s翅td丧_l疯og缩慧ic砖_u惠ns菊ig搬ne携d.揪al懂l;us秃eie携ee妖.s来td圆_l皱og蜡ic锣_a光ri料th窄.a歇ll;en森ti撑tyke容ys天ca消nispo颗rt鸭(cl词k1构0h贝z:购I使Nst容d_贤lo宫gi历c;ke宫y1观,滔ke谊y2绒,丑ke彼y3责,诵ke悦y4刺:缓INst宅d_辫lo暑gi右c;ke恋yv泛al镇ue:葛OU靠T吼in葡te捧ge授r税ra鸭ng破e胳0魔to刑4);en炕dke怀ys忠ca尘n;ar原ch抓it梯ec稀tu纳re挽a冠o陷fke题ys沈ca躲nisbe区gi安npr亚oc座es僚s(锄cl季k1形0h酬z)制--编10饭0m味sbe板gi度nif刘(c夺lk恳10边hz事'e变ve辣nt板a慈nd神c屈lk皆10督hz旨='婶1'旧)饺th茶enif梳(k善ey薪1=令'0锣')蜻t滔he丛nke警yv芝al晋ue<=幕1厉;--输出非键值1el省si窑f(锁ke裂y2蝇='池0'鸽)六th色enke卫yv文al择ue<=买2制;--输出影键值2el越si其f(章ke蒜y3韵='织0'首)槽th如enke赞yv元al裂ue<=鱼3掠;--输出于键值3el洋si管f(通ke窜y4弟='剖0'村)锣th势enke虎yv静al教ue<=晨4业;--输出永键值4el区seke泄yv滋al俘ue<=膊0偷;--输出们键值0en键d仅if蛋;en壮d伏if班;en烛d至pr卫oc急es摔s;en党d辅a;di葵sp搁la承y程序悟：Li抓br闭ar玩yie捷ee;Us泥e危ie暑ee拖.s善td询_l漆og勇ic助_1继16堤4.瞒al搬l;Us遮eie苗ee请.s筒td仙_l调og舍ic伤_u枯ns理ig呀ne油d.简al种l;Us明eie杠ee从.s娇td眉_l京og掉ic扯_a轨ri稀th过.a染ll;En滋ti责ty舱d废is帮pl田ay晕i看spo吸rt详(da幅ta许:烟IN落i挽nt卡eg窃er播r准an代ge旷0僵t挺o门4;se秧g:趴OU济T其st翅d_旷lo狭gi用c_奖ve炸ct股or椅(6do志wn欺to0)鸣--gf察ed技cb拜a);En糊d垮di篮sp栗la鉴y;ar善ch希it其ec招tu连re带a两o饶f先di墓sp匠la愤y船isbe垃gi疲npr坚oc境es手s(施da睛ta)be有gi和nca僻se荒d企at垃a榆is--gf士ed兔cb待awh挤en继1乱=书>se罪g<=牵"匹00崖00淹11趣0"同;--抬1wh缠en璃2雾=色>se莫g<=需"偏10裙11邮01恶1"熔;--惭2wh构en搞3滥=庄>se脂g<=驻"干10组01唱11道1"镜;--笔3wh库en急4庭=厅>se光g<=护"薯11众00汇11安0"轿;--千4wh帜en摊o欣th塔er损s湿=>se友g<=预"牺00盯00岂00汉0"璃;--全灭en篇d顾ca按se纤;en棍d械pr泽oc献es嫂s;en榴d翅a;（2）LE碍D动态害显示贱控制哭电路在显窃示的嫌数据背较多诸时，畜会用观到多样个数休码管冬，如鸡果用蓄静态央显示对方式半会占持用很笔多IO（8×牛N），衰这时虎可以柄采用裙动态运扫描押方式般来实随现。动态罩扫描君方式恼的硬他件连偿接是争：将每居个数捎码管错的段膨码引镜脚并真联接睬到CP券LD炭/F插PG贯A的IO端口股上，皱每个鲜数码虑管的路公共劲端是铁独立罩的，烧通过燃控制买公共修端来包控制涛相应夹数码者管的拴亮、腰灭。N个LE脑D数码荡管以册动态墙方式材显示说时，轮需要8+位N个IO口线葬。其种中8个IO口线盯用作鲜输出便段码蚀，N个IO口线役输出屡位码报。段码材共用哄，位暂码独纹立动态赞显示灭方式实现六方法井是依顽次点浸亮各马个LE志D数码健管，未轮流孤向各顶个数扑码管庙送出佛段码画和位窝码，滑循环季进行猫显示蒙。一蚁个数占码管躬显示宴之后搞下一象个数握码管茂马上赛显示皂，利腿用人谣眼的滨视觉债暂留腔特性抵，得吸到多蓬个数据码管惕同时衰显示刻的效盾果。采用规数码球管的衡动态济显示妙方式秘，数缎码管垦的扫偿描频雀率的聋快慢扭控制搏相当势重要碌。扫完描频轿率太欧慢，竭会产昆生数定码管壳逐个捆显示飘的效烧果。笼扫描按频率贯太快击也不犬好，摊会造私成数膝码管溪的亮砌度不隐够，仁因为件数码剥管需扔要一再定的绣时间鸣才能雹达到菌一定粘的亮藏度。阻通常党扫描毫频率丑为1K是Hz（即摊数码木管显荷示1m医s）可预以达门到满孤意的救效果戚。动态化显示缩慧电路政框图分频器计数器段码数据设置sysclk50Mhz1khzclk1khz位码数据设置SC脚AN悼[7娃..伤0]qcnt[2..0]SE甩G[欣6.追.0听]如上施图所信示，兽为LE兴D动态仇显示幻玉顶层确原理牲图。柿由fd乱iv分频替模块继，cn宏t计数币模块壶和di凯sp臭de奇c显示挥译码铺模块吵三个却模块细组成贯。输入丛为：sy茂sc盯lk：50傍MH沙z系统途时钟付。d0事~d利7：8个显睬示数追据，演分别潮显示谢在8个数杠码管捕上。输出贷为：SE廉G【折6.关.0循】：7位段皮码输棒出。SC龟AN错【7阶..晚0】：8位位偷码输雄出，屯每一城位分辱别控持制一震个数予码管侍的点苍亮。50做MH金z1K接HzCP胞LD嘴/F品PG窝A驱动LE绳D动态订显示桐程序显示庄译码涛模块di形sp跑de巨cLi掉br特ar有yie奴ee;Us惰e话ie厉ee胡.s框td印_l侦og珍ic贩_1袋16积4.票al菜l;Us缝eie域ee密.s殿td部_l狡og味ic野_u敢ns猾ig欠ne痰d.滴al芹l;Us院eie播ee谁.s伞td沈_l哈og闪ic室_a居ri纷th覆.a违ll;en刑ti仆tydi灵sp僚de吸cispo剃rt贱(qc网nt:诞IN介i孕nt穷eg跌er咳r剧an缸ge奔0评t绩o税7;--计数烂值输纪入d0搞,仍d1浊,瞒d2社,晋d3霜,椒d4久,宜d5裕,容d6插,盛d7宇:显IN娃s谊td暴_l燥og公ic蓬_v逐ec农to恩r(应3do事wn虏to0)俱;--显示秩数据se均g:肺OU眉T驾st岔d_完lo塔gi座c_匙ve六ct铃or横(6do均wn歌to0)既;--垂7位段郊码输册出sc掏an举:迁OU掀T幻玉st渐d_右lo劳gi讨c_爷ve衣ct玻or体(7do渗wn仆to0)--越8位位盒码输足出);en腔ddi叶sp扎de掌c;ar帽ch景it并ec侧tu温re唉a蹲o验fdi叹sp茂de那cissi厉gn底al休d革at膀a:作s蜜td幅_l蹈og插ic扶_v错ec更to听r(敏3do勒wn各to0)蛾;be禽gi寒npr圆oc妇es谅s(弱qc赔nt,同d0爽,缠d1絮,肌d2若,窜d3疏,寺d4悟,无d5遍,面d6开,陪d7搭)be虏gi费nca蚕seqc笋ntis--根据励计数挺值，蔑输出述相应屋的位湿码，蔬并设构置要鸭显示筝的数邻据wh培en前0途=扒>纲sc积an尼<移=均"1岸11线11恶11挖0"钢;略da清ta置<标=素d0蕉;wh谊en兄1革=蝇>救sc锯an钥<辈=召"1屿11并11够10每1"炼;图da耀ta团<堪=肤d1扫;wh禽en吹2灶=路>相sc护an岗<弟=腿"1减11纪11概01武1"路;蹲da弃ta拐<陕=刘d2丸;wh涝en底3抗=云>扰sc未an添<面=桨"1谊11抚10互11反1"诞;六da江ta截<术=遗d3逼;wh赴en露4县=绳>副sc仪an霉<刊=站"1堂11耍01槽11培1"妖;慈da期ta送<择=方d4约;wh恨en奴5侮=企>蒙sc帜an真<昌=逮"1治10估11和11形1"父;辅da扶ta漂<塞=晓d5哥;wh畅en决6逐=予>贸sc躲an定<胖=庆"1卫01榴11死11沿1"况;兔da绕ta界<婆=狮d6蚕;wh鞋en犹7森=窃>插sc辽an光<党=睡"0州11以11永11兴1"学;唤da府ta厅<吵=孝d7姻;wh骡en吴o卧th狮er退s忌=>烛s饼ca曲n愧<=妥"绑11深11易11录11粮";析d织at耍a肠<=忌d垒0;en高d誓ca朋se耗;en播d托pr阿oc反es斯s;pr姻oc廊es隆s(复da灰ta)--对显排示数甩据译届码be尽gi腾nca薄se棵d荡at莫a厨iswh姻en另"套00傅00单"担=>se库g<=泼"艘01绞11紫11劲1"钩;--瞒0wh戴en恭"城00资01鼠"索=>se叛g<=乳"寨00西00苗11滋0"器;--称1wh匠en跳"灿00英10蚀"仔=>se叼g<=吊"颂10愤11遇01缎1"抓;--弯2wh肾en净"轿00低11肌"剥=>se夺g<=浓"抖10党01肃11呢1"役;--潮3wh着en琴"武01李00辣"凶=>se没g<=贺"乱11西00政11必0"狸;--转4wh池en柔"久01监01双"为=>se批g<=由"笔11答01糕10萄1"颠;--终5wh恰en医"管01浆10重"疯=>se少g<=休"镇11霜11厘10你1"株;--徒6wh乓en招"净01遵11部"州=>se烧g<=尸"露00尾00眯11茫1"母;--谅7wh鹿en说"燃10碌00站"蜂=>se纵g<=念"祸11叶11召11艘1"少;--翼8wh咏en拿"巨10粘01躺"御=>se拆g<=扔"厕11捆00意11奶1"司;--芒9wh暮en上"置10浇10饥"口=>se贼g<=蛋"躬11唯10燥11悄1"能;--驱Awh抢en严"融10姥11栽"跃=>se床g<=生"鸽11街11彼10夸0"境;--弓bwh锋en由"捎11长00宪"舅=>se悔g<=棕"赌01盖1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