字符發(fā)生器eda課設(shè)

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 題 目：字符發(fā)生器初始條件：Quartus 軟件， EDA要求完成的任務(wù)： 1了解點(diǎn)陣字符的產(chǎn)生和顯示原理。2了解E2PROM和1616點(diǎn)陣LED的工作機(jī)理。3. 加強(qiáng)對于總線產(chǎn)生，地址定位的EPLD實(shí)現(xiàn)。4. 顯示武漢理工大學(xué)歡迎你，感謝您報(bào)考理工大學(xué)時(shí)間安排：學(xué)習(xí)Quartus 語言的概況 第1天學(xué)習(xí)Quartus 語言的基本知識 第2、3天學(xué)習(xí)Quartus 語言的應(yīng)用環(huán)境，調(diào)試命令，繪圖能力 第4、5天課程設(shè)計(jì) 第6-9天答辯 第10天 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日目錄摘要IAbstrac

2、tII緒論11.設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求21.1設(shè)計(jì)的主要任務(wù)21.2 設(shè)計(jì)原理22. Quartus簡介32.1 Quartus 概述32.2 Quartus 特點(diǎn)32.3 Quartus 的安裝及啟動33字符發(fā)生器的原理圖及方法53.1 設(shè)計(jì)思路53.2 各模塊的作用54器件及元件功能74.1 74LS161和兩輸入與非門用來構(gòu)成十三進(jìn)制計(jì)數(shù)器74.2 address模塊84.3分頻器104.4 ROM256X16存儲器114.5 16X16點(diǎn)陣模型145 總體設(shè)計(jì)電路156 結(jié)論17參考文獻(xiàn)：18附錄19摘要在大型商場、車站、碼頭、地鐵站以及各類辦事窗口等越來越多的場所需要用LED點(diǎn)陣顯示圖形和漢

3、字。LED行業(yè)已成為一個(gè)快速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，市場空間巨大，前景廣闊。隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，LED顯示作為信息傳播的一種重要手段，已廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外需要進(jìn)行服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)宗旨宣傳的公眾場所，例如戶內(nèi)外公共場所廣告宣傳、機(jī)場車站旅客引導(dǎo)信息、公交車輛報(bào)站系統(tǒng)、證券與銀行信息顯示、餐館報(bào)價(jià)信息豆示、高速公路可變情報(bào)板、體育場館比賽轉(zhuǎn)播、樓宇燈飾、交通信號燈、景觀照明等。顯然，LED顯示已成為城市亮化、現(xiàn)代化和信息化社會的一個(gè)重要標(biāo)志。 本文基于eda講述了1616 LED漢字點(diǎn)陣顯示的基本原理、硬件組成與設(shè)計(jì)、程序編譯與下載等基本環(huán)節(jié)和相關(guān)技術(shù)。關(guān)鍵字：eda；信息傳播；1616 LED漢字點(diǎn)陣。

4、AbstractIn the large shopping malls, railway stations, docks, underground station and a variety of things such as window areas need more graphics and character LED dot matrix display. LED industry has become a fast-growing new industry, a huge market space and bright future. With the rapid developme

5、nt of information industry, LED display as an important means of information dissemination, has been widely used in indoor and outdoor services, content and services needed publicity purposes in public places, Public places such as indoor and outdoor advertising, airport station to guide visitors in

6、formation, public transport vehicles stop announcement systems, securities and banking information display, restaurants offer information Bean said highway variable information panels, relay race stadiums, building lighting, traffic lights,landscape lighting. Clearly, LED lighting display has become

7、 a city, modern and information society is an important sign.Based on the eda about 16 16 LED dot matrix display of the basic principles of Chinese characters, hardware and design, compile and download programs and other basic links and related technologies.Keywords:eda；Information dissemination；16

8、16 LED dot-matrix characters。緒論一個(gè)漢字，常見的是1616的點(diǎn)陣，共256個(gè)發(fā)光點(diǎn)。 這些點(diǎn)，并不是同時(shí)發(fā)光的。如果每一瞬間，只有一行發(fā)光，那就需要把整個(gè)的漢字“橫向取模”，送到顯示屏；如果每一瞬間，只有一列發(fā)光，那就需要把整個(gè)的漢字“縱向取?！?，送到顯示屏。1. LED的顯示原理： 1616掃描LED點(diǎn)陣的工作原理同8位掃描數(shù)碼管類似。它有16個(gè)共陰極輸出端口,每個(gè)共陰極對應(yīng)有16個(gè)LED顯示燈，所以其掃描譯碼地址需4位信號線（sel0-sel3），其漢字掃描碼由16位段地址（l0-l15）輸入。 通過時(shí)鐘的每列掃描顯示完整漢字。 2. 本試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)輸出“武漢理工

9、大學(xué)歡迎你，感謝您報(bào)考理工大學(xué)”這些漢字。1.設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1.1設(shè)計(jì)的主要任務(wù)設(shè)計(jì)內(nèi)容1了解點(diǎn)陣字符的產(chǎn)生和顯示原理。2了解E2PROM和1616點(diǎn)陣LED的工作機(jī)理。3. 加強(qiáng)對于總線產(chǎn)生，地址定位的EPLD實(shí)現(xiàn)。1.2 設(shè)計(jì)原理1616掃描LED點(diǎn)陣的工作原理同8位掃描數(shù)碼管類似。它有16個(gè)共陰極輸出端口，每個(gè)共陰極對應(yīng)有16個(gè)LED顯示燈。所以其掃描譯碼地址需4位信號線。2864 E2PROM存貯器是電可擦除/編程的只讀存貯器，容量為8k8bit ,有13位并行地址線和8位并行數(shù)據(jù)線，而一個(gè)完整的字符所需的存貯容間為32字節(jié)即328 bit，也就是說2864最多可連續(xù)存256個(gè)1616

10、點(diǎn)陣字形。存貯方式可事先約定好。本設(shè)計(jì)就是要通過EPLD芯片產(chǎn)生讀時(shí)序，將字形從2864中讀出，然后產(chǎn)生寫時(shí)序，寫入1616的點(diǎn)陣，使其掃描顯示輸出。2. Quartus簡介2.1 Quartus 概述Quartus 是Altera公司推出的新一代開發(fā)軟件，適合于大規(guī)模邏輯電路設(shè)計(jì)，是Altera公司的第4代可編程邏輯器件集成開發(fā)環(huán)境，提供了從設(shè)計(jì)輸入到器件編程的全部功能，與Max+plus 相比，Quartus 設(shè)計(jì)軟件增加了網(wǎng)絡(luò)編輯功能，提升了調(diào)試能力，解決了潛在的設(shè)計(jì)延遲，同時(shí)其強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能力和直觀易用的接口，受到數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的普遍歡迎。2.2 Quartus 特點(diǎn)Quartus 可以

11、產(chǎn)生并識別EDIF網(wǎng)表文件、VHDL網(wǎng)表文件和Verilog HDL網(wǎng)表文件，為第三方EDA工具提供了方便的接口。Quartus 支持一個(gè)工作組環(huán)境下的設(shè)計(jì)要求，包括支持基于Internet的協(xié)作設(shè)計(jì)，與Cadence,ExemplarLogic,MentorGraphics,Synopsys和Synplicity等EDA供應(yīng)商的開發(fā)工具相兼容。Quartus 作為一種設(shè)計(jì)環(huán)境，除支持Altera的APEX 20KE，APEX 20KC，APEX，ARM的Excalibur嵌入式處理器方案，Mercury,FLEX10KE和ACEX1K之外，還支持MAX3000A和MAX7000系列乘積項(xiàng)器件

12、。Quartus 增加了一個(gè)新的快速適配編譯選項(xiàng)，可縮短50%的編譯時(shí)間?？焖龠m配功能保留了最佳性能的設(shè)置，加快了編譯過程，編譯速度更快，對設(shè)計(jì)性能的影響最小。2.3 Quartus 的安裝及啟動開始安裝，雙擊Quarters 安裝包中setup.exe，單擊下一步即可順利完成。雙擊Quarters 桌面快捷方式，即可打開如下圖2.1所示Quarters 設(shè)計(jì)軟件界面。圖2.1 Quarters 設(shè)計(jì)軟件界面3字符發(fā)生器的原理圖及方法時(shí)鐘脈沖分頻器地址計(jì)數(shù)器Rom存儲器Address16x16點(diǎn)陣顯示器1Hz脈沖圖3.1 字符發(fā)生器的方框圖3.1 設(shè)計(jì)思路字符要用16x16點(diǎn)陣顯示所以涉及到行

13、列的顯示，根據(jù)字符將16x16點(diǎn)陣中所需點(diǎn)亮的二極管的內(nèi)容存儲到ROM存儲器中，同時(shí)列依次掃描，計(jì)數(shù)器對16x16點(diǎn)陣顯示器的行進(jìn)行循環(huán)計(jì)數(shù)。3.2 各模塊的作用此電路由分頻器，十三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，ROM存儲器，地址計(jì)數(shù)器組成。分頻器的作用是將50Mhs的信號分為25Khz信號，提供給地址計(jì)數(shù)器與ROM存儲器作為所需的時(shí)鐘信號。地址計(jì)數(shù)器的作用是在時(shí)鐘信號作用下，將從ROM中讀出的信號對應(yīng)正確的位置上的數(shù)值顯示在點(diǎn)陣上。Reset是復(fù)位端，起復(fù)位作用，低電平時(shí)起作用。輸出端qout15.0對應(yīng)點(diǎn)陣上的L0L15，為點(diǎn)陣的行驅(qū)動信號輸出， ad3.0對應(yīng)點(diǎn)陣上的列，隨著ad3.0的增加依次對列掃描。

14、十三位進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出與地址計(jì)數(shù)器的輸出共同作用在ROM的輸入，由此決定qout15.0的輸出，使得輸出字符循環(huán)顯示。此十三進(jìn)制計(jì)數(shù)器是由74LS161實(shí)現(xiàn)。ROM是一個(gè)ROM256X16的存儲數(shù)據(jù)的具有讀寫功能的存儲器，設(shè)計(jì)中存儲著“武漢理工大學(xué)歡迎你，感謝您報(bào)考理工大學(xué)”這十九個(gè)字，在ad7.0輸入相應(yīng)地址時(shí)讀取ROM256X16中相應(yīng)的數(shù)據(jù)然后后經(jīng)q15.0輸出。主要功能是存儲數(shù)據(jù)。圖3.2 點(diǎn)陣原理圖 4器件及元件功能4.1 74LS161和兩輸入與非門用來構(gòu)成十三進(jìn)制計(jì)數(shù)器圖4.1 器件圖LDN：同步置數(shù)端 ； ENT/ ENP：使能信號控制端 ； CLRN：異步置零端； CLK：時(shí)

15、鐘信號輸入端 ； A .B. C. D：輸入端;RCO：進(jìn)位信號輸出端; QA .QB. QC. QD：輸出端。74LS161為同步可預(yù)置數(shù)四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。圖4.2 74LS161內(nèi)部結(jié)構(gòu)CLKCLRNLDNENTENP工作狀態(tài)X0XXX置零10XX預(yù)置數(shù)1111計(jì)數(shù)X1100保持X11XX保持表4.1 74LS161功能表圖4.3十三進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器原理圖圖4.4 波形仿真圖4.2 address模塊圖4.5 address模塊原理圖clk為時(shí)鐘信號輸入端；reset為復(fù)位端，低電平有效；din15.0為接受ROM數(shù)據(jù)的端口；ad3.0為點(diǎn)陣顯示器的列驅(qū)動信號；qout15.0為行驅(qū)動信號。

16、Clk1為掃描時(shí)鐘信號，控制掃描速度的快慢，當(dāng)reset復(fù)位端為高電平情況下（即不起作用時(shí)），脈沖上升沿到來時(shí)，ad計(jì)數(shù)掃描信號端依次選中點(diǎn)陣的各列，din輸入存儲器中的數(shù)據(jù)，qout依次輸出，在點(diǎn)陣上掃描顯示生成地址選擇的設(shè)計(jì)程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity adder is port(clk,reset:in std_logic; din :in std_logic_vector(15 downto 0); ad :out std_logic_vector(3

17、downto 0); qout :out std_logic_vector(15 downto 0);end adder;architecture a of adder isbegin process(clk,din,reset) variable Q1:std_logic_vector(3 downto 0):=0000; begin if clkevent and clk=1 then if reset=0or(Q1=1111)then Q1:=0000; else Q1:=Q1+1; end if; qout=din; end if; ad=Q1; end process;end a;

18、圖4.6 仿真波形4.3分頻器圖4.7分頻器生成分頻器div的設(shè)計(jì)程序library ieee; -分頻器use ieee.std_logic_1164.all;entity fenpin isport(clk:in std_logic; out_saomiao:out std_logic);end fenpin;architecture fp of fenpin is signal q_1,q_2:std_logic;begin process(clk) variable r:integer:=0; begin if clkevent and clk=1 then if r10000 the

19、n r:=r+1; else r:=0;q_2=not q_2; end if; end if; end process; out_saomiaoclock,out_saomiao=a); u2:bitmap_hang port map(clk=a,hang=hang_1); u3:bitmap_lie port map(clk1=a,lie=lie_1); end one;library ieee; -hanguse ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity bitmap_hang isport(clk:in

20、 std_logic; hang:out std_logic_vector(15 downto 0);end bitmap_hang;architecture one of bitmap_hang isbegin process(clk) variable a:integer range 0 to 15; variable b:integer:=0; variable c:integer:=0; begin if clkevent and clk=1 then a:=a+1; b:=b+1; if b=100 then b:=0; c:=c+1; if c=288 then c:=0; end if; end if;end if; case a+c is when 0= hang hang hang hang hang hang hang hang hang hanghanghanghanghanghanghanghanghanghanghanghanghangha