实验二 7段数码显示译码器.pdf

【实验二 7段数码显示译码器】是电子工程领域的一个基础实验，主要目标是设计和实现一个能够将BCD码（二进制编码的十进制数）转化为7段数码显示的译码器。这个译码器的逻辑设计使用了Verilog HDL（硬件描述语言），这是一种用于描述数字系统硬件行为的编程语言。 实验内容主要包括以下几个部分： 1. **Verilog设计**：设计一个7段数码显示译码器，输入为4位BCD码（IN0至IN3），输出为7位的段控制信号（led7[6:0]）。设计要求能够处理输入“0…15”的二进制数，对应显示“0…9…F”的16进制数码。 2. **元件符号创建**：为译码器创建一个图形化的元件符号，方便电路布局和理解。 3. **仿真验证**：编写设计仿真文件，通过工具进行仿真，确保设计的正确性。 4. **硬件验证**：将设计下载到实验板（通常是FPGA或CPLD）上，进行实际的硬件验证，观察数码管的显示是否符合预期。 实验原理涉及到了7段数码管的工作机制。7段数码管是一种组合电路，通常用于显示数字和字母。对于共阴极数码管，每个段（a, b, c, d, e, f, g）在高电平时点亮。7段数码管的7位输出信号led7分别对应数码管的7个段，高位到低位，控制数码管的亮灭，从而组合出不同的数字和字母形状。 在Verilog程序中，`LED7`模块定义了4位输入和7位输出。`always @(IN)`块内的`case`语句根据输入的BCD码决定输出的7段信号。例如，当输入为4'b0000时，输出led7为7'b0111111，数码管显示“0”。如果输入不在“0—9”的范围，即非有效BCD码，设定默认情况led7全为0，数码管显示“0”。 在电路实现部分，可以看到采用了逻辑单元（如WideOr）来组合各个段的控制信号，这些逻辑单元通过连接输入（IN[0]至IN[3]）和数据输出（led7[0]至led7[6]）形成最终的数码管显示。 通过仿真实验验证了输入和输出之间的逻辑关系，确保设计的译码器功能正常。在仿真结果中，输入和输出的关系遵循BCD七段译码器的真值表，当输入为特定的BCD码时，数码管会显示出相应的数字或字母。 这个实验是学习数字系统设计和Verilog HDL的基础实践，它涵盖了逻辑设计、仿真验证和硬件实现的完整流程，对于理解和掌握数字系统设计的基本方法有着重要的意义。