数码管扫描显示控制器设计与实现

实验12　数码管扫描显示控制器设计与实现

【实验目的】

（1）掌握VHDL语言的语法规范，掌握时序电路描述方法；

（2）掌握多个数码管动态扫描显示的原理及设计方法。

【实验所用仪器及元器件】

（1）计算机；

（2）直流稳压电源；

（3）数字系统与逻辑设计实验开发板。

【实验原理】

多个数码管动态扫描显示，是将所有数码管的相同段并联在一起，通过选通信号分时控制各个数码管的公共端，循环依次点亮多个数码管，利用人眼的视觉暂留现象，只要扫描的频率大于50Hz，将看不到闪烁现象。图7－1是多个数码管动态扫描显示的电路连接图。

图7－1　六个数码管动态扫描电路

当闪烁显示的发光二极管闪烁频率较高时我们将观察到持续点亮的现象。同理，当多个数码管依次显示，当切换速度足够快时，我们将观察到所有数码管都是同时在显示。一个数码管要稳定显示要求显示频率大于50Hz，那么6个数码管则需要50×6＝300Hz以上才能看到持续稳定点亮的现象。

图7－1中，cat1～cat6是数码管选通控制信号，分别对应于6个共阴极数码管的公共端，当catn＝‘0’时，其对应的数码管被点亮。因此，通过控制cat1～cat6，就可以控制6个数码管循环依次点亮，图7－2为cat1～cat6的时序关系图。

图7－2　控制端时序波形图

【实验内容】

（1）用VHDL语言设计并实现六个数码管串行扫描电路，要求同时显示0、1、2、3、4、5 这6个不同的数字图形到6个数码管上，仿真验证其功能，并下载到实验板测试。

（2）用VHDL语言设计并实现六个数码管滚动显示电路。

①循环左滚动，始终点亮6个数码管，左出右进。状态为：012345→123450→234501→345012→450123→501234→012345

②向左滚动，用全灭的数码管填充右边，直至全部变灭，然后再依次从右边一个一个地点亮。状态为：012345→12345X→2345XX→345XXX→45XXXX→5XXXXX→XXXXXX→XXXXX0→XXXX01→XXX012→XX0123→X01234→012345，其中‘X’表示数码管不显示。