FPGA的基础仿真项目--七段数码管设计显示学号

一、设计实验目的

1． 了解数码管显示模块的工作原理。

2． 熟悉VHDL 硬件描述语言及自顶向下的设计思想。

3． 掌握利用FPGA设计6位数码管扫描显示驱动电路的方法。

二、实验设备

1. PC机

2.Cyclone IV FPGA开发板

三、扫描原理

下图所示为1位数码管，由a、b、c、d、e、f、g、dp共8个LED构成，通过点亮特定的LED即可显示相应的字符。

多位的数码管由多个1位数码管构成，如下图所示为4位数码管。为了简化接口电路，多位数码管的段码（a,b,c,d,e,f,g,dp）通常并联在一起，并增加另外的位选信号（如下图中DIG4,DIG3,DIG2,DIG1）来选择使能某一位数码管。位选信号以一定的频率循环使能每一位数码管，从而实现多位字符的显示。

四、设计任务

1. 编写VHDL程序，在开发板的数码管上显示自己学号的末6位数字。

2. (可选)在实现用数码管显示数字的基础上，结合实验一与实验二的内容修改程序，实现一个上升沿触发、异步清零的计数器。具体要求：

（1）在数码管上显示当前的计数值。

（2）触发计数器的时钟频率为1Hz（即计数值每1秒加1），该时钟通过分频得到。

（3）异步清零通过按钮实现。

五、设计要求

1．在Quartus中用VHDL语言编写程序，设计合适的分频器电路和6位数码管扫描驱动电路，仿真验证后，下载至开发板验证设计功能。

2．开发板上有6位共阳极数码管，即段码（a,b,c,d,e,f,g,dp）输入为0时对应的LED亮，输入为1时对应的LED灭。位选信号（上图中DIG，开发板原理图中SEL）为低有效。自行查看核心板及扩展板原理图来选择正确的引脚进行绑定。

六、解构

示例代码分享

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity ledtest is
port(
	clk : in std_logic;
	dig : out std_logic_vector(7 downto 0);
	ds : out std_logic_vector(5 downto 0)
	);
end ledtest;
architecture a of ledtest is
	signal cnt1 : integer range 0 to 31;
	signal cnt2 : std_logic_vector(9 downto 0);
	signal cnt1k : integer range 0 to 7;
	signal clk1m,clk1k : std_logic;
	
begin
	--clk div by 50
	process(clk)
	begin
		if clk'event and clk='1' then
			if cnt1