基于基于FPGA的的8段数码管动态显示段数码管动态显示IP核设计核设计
引言 数码管可显示简单的字符和数字，由于其价格低廉、性能稳定、显示清晰、亮度高、使用电压低、寿
命长，在工业生产、交通运输、仪器仪表及家用电器等场合得到广泛应用。然而，开发基于NiosⅡ的嵌入式系统
时，Builder开发工具中没有提供现成的数码管显示IP核，这使设计者工作量增加。这里把数码管控制器设计为
一个共阴极(或共阳极)7段数码管动态显示IP核，并给出此核的一个参考驱动程序。在系统设计中，可根据实际
需求，把此核直接例化成1～8个共阴极(或共阳极)数码管显示控制器，控制1～8个共阴极(或共阳极)数码管工
作，实现IP核重用，减少电子设计者的工作量，从而提高设计效率。 2 LED数码管
引言
数码管可显示简单的字符和数字，由于其价格低廉、性能稳定、显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长，在工业生产、
交通运输、仪器仪表及家用电器等场合得到广泛应用。然而，开发基于NiosⅡ的嵌入式系统时，Builder开发工具中没有提供现
成的数码管显示IP核，这使设计者工作量增加。这里把数码管控制器设计为一个共阴极(或共阳极)7段数码管动态显示IP核，
并给出此核的一个参考驱动程序。在系统设计中，可根据实际需求，把此核直接例化成1～8个共阴极(或共阳极)数码管显示控
制器，控制1～8个共阴极(或共阳极)数码管工作，实现IP核重用，减少电子设计者的工作量，从而提高设计效率。
2 LED数码管结构及驱动显示方式
根据发光二极管的个数可将数码管分成7段数码管和8段数码管，8段数码管比7段数码管多一个用于显示小数点的发光二
极管；根据内部连接形式可将数码管分成共阳数码管与共阴数码管，图1为数码管的外形及其内部结构图。
常用的数码管显示驱动方式有静态驱动与动态驱动两种，静态驱动方式的主要特点是，每个数码管都有相互独立的数据
线，并且所有的数码管被同时点亮；而动态驱动方式则是所有数码管共用一组数据线，数码管依次被点亮，因此，动态驱动显
示方式每个数码管都要有一个点亮控制输入端口。为节省I／O端口，此设计采用动态显示方式，所有数码管动态显示控制时
序，全部由FPGA器件产生。
3 数码管动态显示IP核设计
根据数码管动态显示方式的工作原理，可把数码管动态显示控制器设计成IP核，包括任务逻辑设计、寄存器文件设计和
Avalon接口设计3部分。
3．1 任务逻辑设计
任务逻辑实现IP核的基本功能，是IP核设计的关键。任务逻辑产生数码管动态显示时的各种控制时序，并根据控制时序的
先后顺序，读取寄存器文件中的数据，并送至数码管译码器进行译码，图2是任务逻辑框图。
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