实验5 8位数码管扫描显示电路设计.pdf

实验5的主题是8位数码管扫描显示电路设计，主要涉及电子设计自动化（EDA）和VHDL编程。在这个实验中，学生将学习如何利用VHDL语言设计一个电路，使得8个数码管能够通过扫描显示特定的数据，如学号。 1. 扫描显示是一种节省资源的技术，它通过依次选通各个数码管并更新它们的段驱动信号来实现多个数码管的同时显示。在8位数码管扫描显示中，每个数码管有8个段（hgfedcba）对应不同的数字形状，以及8个位选信号（k1到k8）用于选中要显示的特定数码管。 2. 实验目的包括熟悉VHDL进行EDA设计的方法，理解8个数码管同时显示的逻辑，并加深对实验设备功能的认识。实验要求设计一个电路，能够在8个数码管上轮流显示学号（23408148）及其加100后的值。 3. 实验原理基于一个3位计数器（CNT8）生成扫描计数信号，通过进程P1实现8个数码管的选通，进程P2生成扫描时钟，而进程P3负责7段译码输出。数码管的7个段（gfedcba）由SG信号控制，位选控制信号BT用于选中特定数码管。不显示小数点时，SG信号向量扩展至8位，但最高位始终为0。 4. 在Quartus软件中，实验步骤包括创建新工程，编译和仿真源程序，确保无错误，然后锁定引脚配置，最后下载生成的配置文件到硬件中。当数码管显示预设的学号序列时，实验成功。 5. 实验报告需包含源程序代码，该代码应定义实体SCAN_LED，其输入为时钟clk，输出为段控制信号SG和位控制信号BT。VHDL的进程P1、P2和P3分别处理扫描计数、位选和译码功能。 6. 实际的VHDL代码示例中，CNT8是一个3位计数器，根据其状态决定哪个数码管被选中及显示的数值。例如，当CNT8为"000"时，BT被设置为"00000001"，同时A被赋值为2，数码管显示2。随着CNT8的变化，其他数码管依次被选中并显示相应的数字。 通过这个实验，学生可以掌握数码管扫描显示的基本原理，VHDL编程技巧以及EDA工具的使用，为后续的数字系统设计打下坚实的基础。