數(shù)碼管led顯示器控制電路

專題二.

經(jīng)典模塊設(shè)計(jì)——LED數(shù)碼管顯示控制電路設(shè)計(jì)數(shù)碼管顯示原理數(shù)碼管的組成：LED數(shù)碼管是由發(fā)光二極管構(gòu)成的，常用的有8段。數(shù)碼管的分類：有共陰和共陽極兩種。多個(gè)LED的陰極連在一起的為共陰極數(shù)碼管，陽極連在一起的為共陽極數(shù)碼管。共陰極數(shù)碼管的公共端接地，陽極（a到h）接高電平，數(shù)碼管點(diǎn)亮。共陽極數(shù)碼管的公共端接電源，陰極（a到h）接低，數(shù)碼管點(diǎn)亮。數(shù)碼管的段碼和位碼數(shù)碼管的位碼就是提供給公共端的電平。位碼的作用是控制數(shù)碼管的亮滅。數(shù)碼管的段碼就是提供給a,b,c,d,e,f,g,h的電平。段碼的作用是控制數(shù)碼管顯示什么字符。單個(gè)數(shù)碼管需要9個(gè)端口來控制。位碼段碼舉例：位碼和段碼例1：顯示字符“1”。（共陰極數(shù)碼管）位碼應(yīng)該接低電平。段碼按照hgfedcba的順序，應(yīng)該為“00000110”。例2：顯示字符“A”。（共陽極數(shù)碼管）位碼應(yīng)該接高電平。段碼按照hgfedcba的順序，應(yīng)該為“10001000”。LED數(shù)碼管顯示控制電路靜態(tài)顯示方式動態(tài)顯示方式（1）LED靜態(tài)顯示控制電路靜態(tài)顯示方式將每一個(gè)數(shù)碼管的段碼端a~h連接到CPLD/FPGA的IO端口上，公共端接地（對于共陰極LED）。每個(gè)數(shù)碼管需要8個(gè)IO口線，N個(gè)數(shù)碼管共需要N×8條IO口線。當(dāng)CPLD/FPGA有相當(dāng)多的IO端口資源，并且顯示的位數(shù)較少時(shí)（通常為1~2位），可以直接使用靜態(tài)顯示的方式。數(shù)碼管靜態(tài)顯示方式的優(yōu)點(diǎn)是連線簡單，軟件編程簡單。缺點(diǎn)是需要耗費(fèi)大量的IO端口資源。8×N靜態(tài)顯示的方式CPLD/FPGA驅(qū)動LED靜態(tài)顯示譯碼程序Libraryieee;Useieee.std_logic_1164.all;Useieee.std_logic_unsigned.all;Useieee.std_logic_arith.all;Entitydisplayis--共陰極數(shù)碼管段碼譯碼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";--全滅endcase;endprocess;enda;仿真結(jié)果將要顯示的數(shù)據(jù)譯成段碼在數(shù)碼管上顯示出來。靜態(tài)顯示應(yīng)用舉例：設(shè)計(jì)一個(gè)4路獨(dú)立鍵盤輸入電路，讀取鍵盤的鍵值，并將鍵值在一位靜態(tài)共陰極LED數(shù)碼管中顯示出來。輸入為時(shí)鐘信號CLK（50MHz），按鍵狀態(tài)KEY1，KEY2，KEY3，KEY4。輸出為LED數(shù)碼管的段碼SEG[6..0]。電路模塊輸入信號：clk：時(shí)鐘，50MHz；reset：復(fù)位信號；key1,key2,key3,key4：按鍵信號輸入；輸出信號：SEG[6..0]：靜態(tài)LED數(shù)碼管的段碼信號。分頻模塊去抖動模塊鍵盤掃描譯碼模塊50MHz鍵盤掃描譯碼模塊程序（1）--輸出’1’的段第碼--輸出’2’的段打碼--輸出’3’的段戰(zhàn)碼--輸出’4’的段隙碼--數(shù)碼鵲管燈良滅鍵盤拐掃描微譯碼神模塊顛程序坐（2）ke稿ys閉ca測n程序擊：li界br晝ar餅yie雄ee;us偵e玻ie水ee浩.s尋td姨_l棄og晨ic懶_1粒16苗4.示al駁l;us忠eie逗ee倚.s翅t(yī)d喪_l瘋og縮慧ic磚_u惠ns菊ig搬ne攜d.揪al懂l;us禿eie攜ee妖.s來td圓_l皺og蠟ic鑼_a光ri料th窄.a歇ll;en森ti撐tyke容ys天ca消nispo顆rt鴨(cl詞k1構(gòu)0h貝z:購I使Nst容d_賢lo宮gi歷c;ke宮y1觀,滔ke誼y2絨,丑ke彼y3責(zé),誦ke悅y4刺:緩INst宅d_辮lo暑gi右c;ke戀yv泛al鎮(zhèn)ue:葛OU靠T吼in葡te捧ge授r稅ra鴨ng破e胳0魔to刑4);en炕dke懷ys忠ca塵n;ar原ch抓it梯ec稀tu納re挽a冠o陷fke題ys沈ca躲nisbe區(qū)gi安npr亞oc座es僚s(鋤cl季k1形0h酬z)制--編10飯0m味sbe板gi度nif劉(c奪lk懇10邊hz事'e變ve辣nt板a慈nd神c屈lk皆10督hz旨='嬸1'舊)餃th茶enif梳(k善ey薪1=令'0鑼')蜻t滔he叢nke警yv芝al晉ue<=幕1厲;--輸出非鍵值1el省si窯f(鎖ke裂y2蠅='池0'鴿)六th色enke衛(wèi)yv文al擇ue<=買2制;--輸出影鍵值2el越si其f(章ke蒜y3韻='織0'首)槽th如enke贊yv元al裂ue<=魚3掠;--輸出于鍵值3el洋si管f(通ke竄y4弟='剖0'村)鑼th勢enke虎yv靜al教ue<=晨4業(yè);--輸出永鍵值4el區(qū)seke泄yv滋al俘ue<=膊0偷;--輸出們鍵值0en鍵d僅if蛋;en壯d伏if班;en燭d至pr衛(wèi)oc急es摔s;en黨d輔a;di葵sp擱la承y程序悟：Li抓br閉ar玩yie捷ee;Us泥e危ie暑ee拖.s善td詢_l漆og勇ic助_1繼16堤4.瞞al搬l;Us遮eie苗ee請.s筒td仙_l調(diào)og舍ic傷_u枯ns理ig呀ne油d.簡al種l;Us明eie杠ee從.s嬌td眉_l京og掉ic扯_a軌ri稀th過.a染ll;En滋ti責(zé)ty艙d廢is幫pl田ay暈i看spo吸rt詳(da幅ta許:煙IN落i挽nt卡eg竊er播r準(zhǔn)an代ge曠0僵t挺o門4;se秧g:趴OU濟(jì)T其st翅d_曠lo狹gi用c_獎ve炸ct股or椅(6do志wn欺to0)鳴--gf察ed技cb拜a);En糊d垮di籃sp栗la鑒y;ar善ch希it其ec招tu連re帶a兩o饒f先di墓sp匠la憤y船isbe垃gi疲npr堅(jiān)oc境es手s(施da睛ta)be有g(shù)i和nca僻se荒d企at垃a榆is--gf士ed兔cb待awh擠en繼1亂=書>se罪g<=牽"匹00崖00淹11趣0"同;--抬1wh纏en璃2霧=色>se莫g<=需"偏10裙11郵01惡1"熔;--慚2wh構(gòu)en搞3濫=莊>se脂g<=駐"干10組01唱11道1"鏡;--筆3wh庫en急4庭=廳>se光g<=護(hù)"薯11眾00匯11安0"轎;--千4wh幟en攤o欣th塔er損s濕=>se友g<=預(yù)"犧00盯00豈00漢0"璃;--全滅en篇d顧ca按se纖;en棍d械pr澤oc獻(xiàn)es嫂s;en榴d翅a;（2）LE礙D動態(tài)害顯示賤控制哭電路在顯竊示的嫌數(shù)據(jù)背較多諸時(shí)，畜會用觀到多樣個(gè)數(shù)休碼管冬，如雞果用蓄靜態(tài)央顯示對方式半會占持用很筆多IO（8×牛N），衰這時(shí)虎可以柄采用裙動態(tài)運(yùn)掃描押方式般來實(shí)隨現(xiàn)。動態(tài)罩掃描君方式惱的硬他件連償接是爭：將每居個(gè)數(shù)捎碼管錯的段膨碼引鏡腳并真聯(lián)接睬到CP券LD炭/F插PG貫A的IO端口股上，皺每個(gè)鮮數(shù)碼慮管的路公共勁端是鐵獨(dú)立罩的，燒通過燃控制買公共修端來包控制濤相應(yīng)夾數(shù)碼者管的拴亮、腰滅。N個(gè)LE腦D數(shù)碼蕩管以冊動態(tài)墻方式材顯示說時(shí)，輪需要8+位N個(gè)IO口線葬。其種中8個(gè)IO口線盯用作鮮輸出便段碼蝕，N個(gè)IO口線役輸出屢位碼報(bào)。段碼材共用哄，位暫碼獨(dú)紋立動態(tài)贊顯示滅方式實(shí)現(xiàn)六方法井是依頑次點(diǎn)浸亮各馬個(gè)LE志D數(shù)碼健管，未輪流孤向各頂個(gè)數(shù)撲碼管廟送出佛段碼畫和位窩碼，滑循環(huán)季進(jìn)行貓顯示蒙。一蟻個(gè)數(shù)占碼管躬顯示宴之后搞下一象個(gè)數(shù)握碼管茂馬上賽顯示皂，利腿用人謠眼的濱視覺債暫留腔特性抵，得吸到多蓬個(gè)數(shù)據(jù)碼管惕同時(shí)衰顯示刻的效盾果。采用規(guī)數(shù)碼球管的衡動態(tài)濟(jì)顯示妙方式秘，數(shù)緞碼管墾的掃償描頻雀率的聾快慢扭控制搏相當(dāng)勢重要碌。掃完描頻轎率太歐慢，竭會產(chǎn)昆生數(shù)定碼管殼逐個(gè)捆顯示飄的效燒果?；\掃描按頻率貫太快擊也不犬好，攤會造私成數(shù)膝碼管溪的亮砌度不隱夠，仁因?yàn)榧?shù)碼剝管需扔要一再定的繡時(shí)間鳴才能雹達(dá)到菌一定粘的亮藏度。阻通常黨掃描毫頻率丑為1K是Hz（即攤數(shù)碼木管顯荷示1m醫(yī)s）可預(yù)以達(dá)門到滿孤意的救效果戚。動態(tài)化顯示縮慧電路政框圖分頻器計(jì)數(shù)器段碼數(shù)據(jù)設(shè)置sysclk50Mhz1khzclk1khz位碼數(shù)據(jù)設(shè)置SC腳AN悼[7娃..傷0]qcnt[2..0]SE甩G[欣6.追.0聽]如上施圖所信示，獸為LE興D動態(tài)仇顯示幻玉頂層確原理牲圖。柿由fd亂iv分頻替模塊繼，cn宏t計(jì)數(shù)幣模塊壺和di凱sp臭de奇c顯示揮譯碼鋪模塊吵三個(gè)卻模塊細(xì)組成貫。輸入?yún)矠椋簊y茂sc盯lk：50傍MH沙z系統(tǒng)途時(shí)鐘付。d0事~d利7：8個(gè)顯睬示數(shù)追據(jù)，演分別潮顯示謝在8個(gè)數(shù)杠碼管捕上。輸出貸為：SE廉G【折6.關(guān).0循】：7位段皮碼輸棒出。SC龜AN錯【7階..晚0】：8位位偷碼輸雄出，屯每一城位分辱別控持制一震個(gè)數(shù)予碼管侍的點(diǎn)蒼亮。50做MH金z1K接HzCP胞LD嘴/F品PG窩A驅(qū)動LE繩D動態(tài)訂顯示桐程序顯示莊譯碼濤模塊di形sp跑de巨cLi掉br特ar有yie奴ee;Us惰e話ie厲ee胡.s框td印_l偵og珍ic販_1袋16積4.票al菜l;Us縫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誰.s傘td沈_l哈og閃ic室_a居ri紛th覆.a違ll;en刑ti仆tydi靈sp僚de吸c(diǎn)ispo剃rt賤(qc網(wǎng)nt:誕IN介i孕nt窮eg跌er咳r劇an缸ge奔0評t績o稅7;--計(jì)數(shù)爛值輸紀(jì)入d0搞,仍d1濁,瞞d2社,晉d3霜,椒d4久,宜d5裕,容d6插,盛d7宇:顯IN娃s誼td暴_l燥og公ic蓬_v逐ec農(nóng)to恩r(應(yīng)3do事wn虜to0)俱;--顯示秩數(shù)據(jù)se均g:肺OU眉T駕st岔d_完lo塔gi座c_匙ve六ct鈴or橫(6do均wn歌to0)既;--垂7位段郊碼輸冊出sc掏an舉:遷OU掀T幻玉st漸d_右lo勞gi討c_爺ve衣ct玻or體(7do滲wn仆to0)--越8位位盒碼輸足出);en腔ddi葉sp扎de掌c;ar帽ch景it并ec側(cè)tu溫re唉a蹲o(hù)驗(yàn)fdi嘆sp茂de那cissi厲gn底al休d革at膀a:作s蜜td幅_l蹈og插ic扶_v錯ec更to聽r(敏3do勒wn各to0)蛾;be禽gi寒npr圓oc婦es諒s(弱qc賠nt,同d0爽,纏d1絮,肌d2若,竄d3疏,寺d4悟,無d5遍,面d6開,陪d7搭)be虜gi費(fèi)nca蠶seqc筍ntis--根據(jù)勵計(jì)數(shù)挺值，蔑輸出述相應(yīng)屋的位濕碼，蔬并設(shè)構(gòu)置要鴨顯示箏的數(shù)鄰據(jù)wh培en前0途=扒>綱sc積an尼<移=均"1岸11線11惡11挖0"鋼;略da清ta置<標(biāo)=素d0蕉;wh誼en兄1革=蠅>救sc鋸an鑰<輩=召"1嶼11并11夠10每1"煉;圖da耀ta團(tuán)<堪=膚d1掃;wh禽en吹2灶=路>相sc護(hù)an崗<弟=腿"1減11紀(jì)11概01武1"路;蹲da棄ta拐<陜=劉d2丸;wh澇en底3抗=云>擾sc未an添<面=槳"1誼11撫10互11反1"誕;六da江ta截<術(shù)=遺d3逼;wh赴en露4縣=繩>副sc儀an霉<刊=站"1堂11耍01槽11培1"妖;慈da期ta送<擇=方d4約;wh恨en奴5侮=企>蒙sc幟an真<昌=逮"1治10估11和11形1"父;輔da扶ta漂<塞=曉d5哥;wh暢en決6逐=予>貿(mào)sc躲an定<胖=慶"1衛(wèi)01榴11死11沿1"況;兔da繞ta界<婆=獅d6蠶;wh鞋en猶7森=竊>插sc遼an光<黨=睡"0州11以11永11興1"學(xué);喚da府ta廳<吵=孝d7姻;wh騾en吳o臥th獅er退s忌=>燭s餅ca曲n愧<=妥"綁11深11易11錄11糧";析d織at耍a腸<=忌d壘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(復(fù)da灰ta)--對顯排示數(shù)甩據(jù)譯屆碼be盡gi騰nca薄se棵d蕩at莫a廚iswh姻en另"套00傅00單"擔(dān)=>se庫g<=潑"艘01絞11紫11勁1"鉤;--瞞0wh戴en恭"城00資01鼠"索=>se叛g<=乳"寨00西00苗11滋0"器;--稱1wh匠en跳"燦00英10蝕"仔=>se叼g<=吊"頌10憤11遇01緞1"抓;--彎2wh腎en凈"轎00低11肌"剝=>se奪g<=濃"抖10黨01肅11呢1"役;--潮3wh著en琴"武01李00辣"兇=>se沒g<=賀"亂11西00政11必0"貍;--轉(zhuǎn)4wh池en柔"久01監(jiān)01雙"為=>se批g<=由"筆11答01糕10萄1"顛;--終5wh恰en醫(yī)"管01漿10重"瘋=>se少g<=休"鎮(zhèn)11霜11厘10你1"株;--徒6wh乓en招"凈01遵11部"州=>se燒g<=尸"露00尾00瞇11茫1"母;--諒7wh鹿en說"燃10碌00站"蜂=>se縱g<=念"禍11葉11召11艘1"少;--翼8wh詠en拿"巨10粘01躺"御=>se拆g<=扔"廁11捆00意11奶1"司;--芒9wh暮en上"置10澆10饑"口=>se賊g<=蛋"躬11唯10燥11悄1"能;--驅(qū)Awh搶en嚴(yán)"融10姥11栽"躍=>se床g<=生"鴿11街11彼10夸0"境;--弓bwh鋒en由"捎11長00憲"舅=>se悔g<=棕"賭01蓋11貪00躁1"赤;--睛cwh獻(xiàn)en槽"娘11源01浩"眨=>se朝g<=妻"句10姑11欺11協(xié)0"酬;--圾dwh橫en膽"蓬11暫10暈"霜=>se統(tǒng)g<=鄉(xiāng)豐"遠(yuǎn)11案11標(biāo)00句1"印;--吐Ewh遲en目"晚11孕11想"燈=>se禾g<=萬"晃11價(jià)10吧00茅1"先;--項(xiàng)Fwh陪en床o償th哄er遲s插=>se遺g<=捉"燭00告00地00腸0"就;en叨d偶ca吩se痰;en鐮d導(dǎo)pr恰oc嶺es變s;en丈d克a;仿真瓦結(jié)果以1K遮Hz頻率涂動態(tài)疼掃描五顯示貧，依場次輸帆出8個(gè)數(shù)菌碼管墊的段途碼和顯位碼咬。123456LE劫D動態(tài)雹顯示層分位照譯碼轉(zhuǎn)電路設(shè)計(jì)曉要求野：采用斃動態(tài)聲顯示泄方式們，將籮一個(gè)對兩位滴數(shù)用蘿兩個(gè)撥數(shù)碼克管顯宇示出就來。永一個(gè)失數(shù)碼暢管顯船示個(gè)咬位，唐另一巴個(gè)顯鳴示十賀位。頂層冶原理淹圖如上鴉圖所枕示，蛋為LE改D分位剖譯碼間顯示亂頂層嘩原理討圖。日由fd薦iv分頻框模塊族，cn避t計(jì)數(shù)暫模塊悔，fe繁nw賄ei分位煤模塊物和di痕sp簽de勸c顯示外譯碼聯(lián)模塊帶四個(gè)窗模塊真組成陸。輸入祝為：sy榴sc院lk：50農(nóng)MH師z系統(tǒng)鵲時(shí)鐘虎。nu稼m[隸6.案.0么]：一榨個(gè)要阿顯示開的兩倒位數(shù)叉，0~爐99。輸出焰為：SE齡G【球6.屑.0習(xí)】：7位段駁碼輸虹出。SC嶼AN浸【7戰(zhàn)..啄0】：8位位扇碼輸斗出，挎每一校位分吩別控扭制一鄰個(gè)數(shù)握碼管支的點(diǎn)尚亮。50燥MH互z1K筋Hz分位支模塊LE拆D動態(tài)棚顯示校分位鏡譯碼殖電路抹程序1.fe騾nw導(dǎo)ei分位逝模塊Li終br攤ar診yie謠ee;Us奪e販ie蟻ee餓.s帶td盤_l懸og她ic失_1煤16派4.揮al爬l;Us隨eie彈ee塊.s短td升_l嘉og病ic縣_u計(jì)ns屯ig慢ne跌d.線al素l;Us叼eie山ee敵.s職td暖_l轎og宮ic斜_a紋ri言th帖.a網(wǎng)ll;en泳ti擁tyfe桌nw換eiispo物rt柴(nu宿m:瘡I品N民in縱te差ge崖r自ra眾ng處e肆0鐵to擾9朝9;nu脆ms奸hi:典OU張T籍in抖te杯ge綢r響ra禍ng攀e融0聽to促9味;nu爬m(xù)g樹e:柔OU舌T烈in諒te搖ge薄r燥ra伯ng怎e俗0猛to編9);en圖dfe紐奉nw續(xù)ei;ar封ch躺it煌ec主tu云re誤a擠o羨ffe腎nw胞eiisbe繡gi確nnu棟mg鍬e<=魚n罩um吐M簽OD歡1孤0;nu樂ms漢hi<=才n漁um哀/1鼓0;en悠d被a;2.顯示攜譯碼留模塊di重sp細(xì)de夜cLi疲br瀉ar艇yie終ee;Us才e勇ie塌ee壁.s須td碼_l嗓og盾ic酬_1甘16趣4.士al燈l;Us煌eie迷ee堅(jiān).s娃td準(zhǔn)_l群og肉ic監(jiān)_u姥ns起ig擋ne盟d.梳al梨l;Us堵eie專ee冒.s癥td隨_l讀og附ic隸_a修r(nóng)i勝th新.a滴ll;en邁ti革tydi洋sp邊de舞cispo棉r(nóng)t脹(qc繩nt:顆IN容i基nt底eg雞er啦r衡an王ge規(guī)0偽t糞o回1;--計(jì)數(shù)碧值輸兵入d0儉,怪d1沫:羞IN寶i伶nt鵝eg饒er純r(jià)村an堅(jiān)ge蘋0往t賭o繡9;--分位邪得到與的十嚼位數(shù)圖和個(gè)蘭位數(shù)se肯g:返OU襖T接st藏d_齡lo界gi弱c_兵ve醬ct貿(mào)or只(6do兼wn吹to0)拜;--膚7位段虜碼輸錯出sc霉an務(wù):丑OU茶T絲式st唐d_腥lo暖gi波c_拔ve選ct黎or翼(7do循wn數(shù)to0)--長8為位便碼輸史出);en英ddi罷sp坡de筑c;ar真ch晃it冤ec橡tu帶re冷a樣o孝fdi栗sp仆de感cissi宋gn嗚al摟d很at與a:軍i憐nt哈eg似er斜r撒an愈ge懷0月t鐮