北邮数电实验报告 双色点阵显示控制器.pdf

《北邮数电实验报告：双色点阵显示控制器》 该实验报告主要涉及数字电路与逻辑设计领域，目标是设计并实现一个双色点阵显示控制器，用于控制8x8点阵显示屏显示汉字或图形。以下是实验的核心知识点： 1. **设计思路**： - **基本要求**： - 固定红色显示，亮度4级可调，通过btn按钮调节。 - 实现8级渐变色显示。 - 单字循环、左右滚动、上下滚动三种显示方式，并能切换显示方式。 - 要求显示内容饱满美观。 - **提高要求**： - 滚动显示时实现颜色自动变换。 - 添加自定义功能。 2. **系统设计**： - **总体框图**：系统由时钟输入、分频电路、控制器、8x8矩形显示屏、两个按键开关（BTN1和BTN2）等组成。通过防抖电路处理按键信号，控制器根据状态选择不同的显示模式和亮度。 - **模块划分**：包括时钟分频电路、按键防抖电路、扫描控制电路等模块。 3. **仿真波形与分析**： - **时钟分频**：产生不同频率的时钟，例如用于控制亮度的可控占空比信号lightness。 - **防抖**：消除Mode_in和Intensity_in信号的抖动，确保控制信号的稳定性。 - **状态控制与亮度调节**：mode信号的正脉冲控制state变化，intensity信号的正脉冲改变亮度占空比。 - **颜色改变**：占空比信号控制红色和绿色的比例，实现颜色变化。 - **字符显示**：模式切换后，列内容信号更新，随时间变化。 - **显示部分**：各种信号间逻辑关系正确，符合代码设计。 4. **源程序**： - 使用VHDL语言编写，定义了实体pointmatrix，包含输入时钟、模式和亮度信号，以及输出行和列控制信号。在架构中定义了状态机类型，通过信号处理实现不同状态下的显示控制。 该实验综合运用了数字电路、逻辑设计和硬件描述语言的知识，旨在锻炼学生对数字系统的理解和设计能力。通过分频、防抖、状态机等技术，实现了对点阵显示屏的精细控制，展示了数字电子技术在显示系统中的应用。同时，源代码的设计和仿真分析也体现了工程实践中的问题解决和调试技能。