VHDl 語言實(shí)現(xiàn)動態(tài)數(shù)碼管掃描

1、電子綜合技術(shù)實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)名稱： 3位十進(jìn)制循環(huán)計數(shù)器的設(shè)計 系（科）： 信息系電子信息工程 班 級： 180932 學(xué) 號： 18093238 姓 名： 夏良飛 完成時間： 2012-4-20 南京師范大學(xué)中北學(xué)院 3位十進(jìn)制循環(huán)計數(shù)器的設(shè)計一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.設(shè)計一個3位十進(jìn)制循環(huán)計數(shù)器，從0加到999，再恢復(fù)到0，循環(huán)往復(fù)。每秒計數(shù)器加1。2.有復(fù)位功能，當(dāng)復(fù)位端reset為高時，計數(shù)器清零，停止計數(shù)。3.以控制計數(shù)的開始start和停止stop。當(dāng)計數(shù)開始start信號有效時，計數(shù)器開始計數(shù)；當(dāng)計數(shù)停止stop信號有效時，計數(shù)停止；當(dāng)start信號再次有效時，繼續(xù)計數(shù)。4.計數(shù)器的計數(shù)值采用

2、動態(tài)顯示方式在數(shù)碼管上顯示出來。5.進(jìn)行設(shè)計，仿真并下載程序到實(shí)驗(yàn)箱的CPLD模塊板進(jìn)行驗(yàn)證。二、 實(shí)驗(yàn)原理1 按鍵去抖動模塊設(shè)計原理（1）、抖動原因通常使用的按鍵都是機(jī)械彈性開關(guān)，按下時閉合，松開后自動斷開。在鍵盤操作時，在觸點(diǎn)閉合和開啟的瞬間會出現(xiàn)電壓抖動，如圖所示。為了保證按鍵識別的準(zhǔn)確性，必須進(jìn)行去抖動處理，消除抖動部分的信號。（2）設(shè)計原理濾除前沿和后延抖動毛刺，提取穩(wěn)定的按鍵信息2.按鍵掃描模塊設(shè)計原理CPLD檢測按鍵端的電平，當(dāng)按鍵按下時按鍵端的電平為低電平，相應(yīng)觸發(fā)相關(guān)的操作。反之，則不進(jìn)行相應(yīng)的操作。3.三位循環(huán)計數(shù)器的設(shè)計原理當(dāng)時鐘的上升沿到來之時，計數(shù)器的計數(shù)值就加一，直

3、到加到計數(shù)值為999然后計數(shù)器的計數(shù)值重新置零。4.動態(tài)顯示計數(shù)器的設(shè)計原理當(dāng)時鐘的上升沿到來之時，計數(shù)器的計數(shù)值就加一，直到加到計數(shù)值為2然后計數(shù)器的計數(shù)值重新置零。5.分為電路的設(shè)計原理將計數(shù)器計數(shù)所得到的值分別進(jìn)行相應(yīng)的取余和取整操作得到最后分位結(jié)果。如下所示：得到543的分位操作。X = 543 mod 10 = 3;temp = 543 / 10, Y = temp mod 10 = 4; Z = 543 / 100 = 5X、Y、Z分別就是個位、十位和百位。6.動態(tài)顯示譯碼模塊的設(shè)計原理（1）、首先向LED數(shù)碼管顯示段碼數(shù)據(jù)口發(fā)送第一個8位數(shù)據(jù)，同時發(fā)送位碼數(shù)據(jù)，此時相應(yīng)位碼為低電

4、平，其他為高電平；（2）、延時一段時間，發(fā)送第二個數(shù)據(jù)，此時相應(yīng)位碼為低電平，其他為高電平；（3）、依此類推，對各個顯示器進(jìn)行掃描，顯示器分時工作，實(shí)際上每次只有一個顯示器顯示，但是由于視覺暫留現(xiàn)象，感覺顯示器是同時顯示的。7.分頻器的設(shè)計原理分頻器就是對較高頻率的信號進(jìn)行分頻，得到較低頻率的信號。常見的分頻器有二進(jìn)制分頻器、偶數(shù)分頻器、奇數(shù)分頻器、占空比可調(diào)的分頻器和小數(shù)分頻器。分頻系數(shù)（倍率）rate=fin / fout 。三、 設(shè)計方案1. 電路的框架圖2.電路模塊四、 原理圖和VHDL程序1. 頂層原理圖2. 按鍵去抖的VHDL語言描述3. 按鍵掃描的VHDL語言描述4.3位循環(huán)計數(shù)

5、器的VHDL語言描述5.分位電路的VHDL語言描述6.動態(tài)顯示計數(shù)的VHDL語言描述7.動態(tài)顯示譯碼模塊的VHDL語言的描述8.4個分頻器設(shè)計的VHDL語言描述（1）、200Hz的分頻（2）、10Hz的分頻（3）、1Hz的分頻（4）、1kHz的分頻五、 實(shí)物仿真結(jié)果在實(shí)驗(yàn)箱上直接看結(jié)果的正確與否，由實(shí)際現(xiàn)象看出電路設(shè)計的結(jié)果正確。實(shí)驗(yàn)箱的引腳配置如下：六、 結(jié)論在這次EDA實(shí)驗(yàn)設(shè)計中，我完成的是一個3位十進(jìn)制循環(huán)計數(shù)器的設(shè)計，在計數(shù)器的設(shè)計中，多次用到了計數(shù)器這一基本數(shù)字電路元件（包括分頻器的設(shè)計都用到了計數(shù)器），于是我對計數(shù)器做更深入的研究。在這次EDA實(shí)驗(yàn)設(shè)計中還有二個重要的模塊分別是按鍵去抖（包括按鍵掃描）模塊和LED顯示譯碼模塊，在這二個模塊中讓我清楚地認(rèn)識到機(jī)械按鍵用在數(shù)字電路中的不足之處和對此的補(bǔ)救措施；也讓我深刻的認(rèn)識到了LED動態(tài)顯示的機(jī)制。這里所設(shè)計的3位十進(jìn)制循環(huán)計數(shù)器是在Quartus II 開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行設(shè)計的，設(shè)計完之后，下載到了EPM570T10