EDA实验之米字管程序

在本文中，我们将深入探讨一个基于EDA技术的实验项目——米字管程序。米字管是一种特殊的七段数码管，其显示的字符形状类似于汉字“米”。该程序使用VHDL语言编写，用于控制米字型数码管的显示，通过不同的状态来呈现不同的字符组合，从而形成特定的文字或信息。 我们看到代码中定义了实体`MIZI_LED`，它描述了硬件模块的外部接口。其中，`CLK`是时钟输入，`SEL`是一个4位输出信号，用于选择数码管的4个部分（因为米字管由4个独立的七段数码管组成），而`D_OUT`则是16位数据输出，用于驱动每个数码管的段驱动器。 接着，代码定义了架构`BEHAVE`，在这个行为描述中，我们找到了三个进程。第一个进程是时钟处理程序，它负责更新计数器`COUNT`。当时钟上升沿到来时，`COUNT`会递增，当达到最大值`11111111`时，当前状态`CURRENT_STATE`将更新为下一个状态`NEXT_STATE`。 第二个进程是一个状态机，它根据`CURRENT_STATE`的当前值来决定数码管显示的内容。这里定义了四个状态：`ST0`、`ST1`、`ST2`和`ST3`，分别对应显示“NEW”、“COM”、“FROM”和“NWNU”四个单词的一部分。每个状态下，`XX`、`YY`、`MM`和`NN`这四个16位信号会被赋值，这些值代表了数码管各部分需要点亮的段码。同时，`NEXT_STATE`也会被设置为下一个状态，完成状态转移。 第三个进程是与时钟相关的输出处理程序。它在时钟的上升沿触发，通过`COUNTER`的值来选择要显示的数据。当`COUNTER`的值变化时，`SEL`和`D_OUT`会被更新，使得米字管的四个部分依次显示不同的段码，从而组合出完整的字符。 总结来说，这个米字管程序利用VHDL的状态机设计，通过控制时钟和计数器实现了米字型数码管的动态显示。它能按照预设顺序显示“NEW COME FROM NWNU”这一短语，展示了数字逻辑在实现复杂显示功能时的能力。对于学习EDA和VHDL的人来说，这是一个很好的实践项目，能够加深对数字系统设计和硬件描述语言的理解。