88点阵实验报告.docx

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88点阵实验报告

JIANGSUTEACHERSUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

数字电路课程设计报告

基于FFPA的

8*8点阵显示器的设计

（软件部分）

学院名称：

xxxxxxxxxxx

专业：

电气工程及其自动化

班级：

xxxx

姓名：

xxx

学号：

xxxxxxx

指导教师姓名：

xxxx

2010年12月

序言……………………………………………………………

一、课题要求…………………………………………………………………

（1）技术要求………………………………………………………………………

（2）功能要求………………………………………………………………………

（3）本人的工作……………………………………………………………………

二、设计原理及其框图……………………………………………

（1）8*8点阵的工作原理和方案……………………………………………

（2）单元电路设计，仿真与分析……………………………………………

（3）顶层电路设计，仿真与分析……………………………………………

（4）硬件电路设计与安装图…………………………………………………

三、成品调试

（1）下载调试…………………………………………………………………

（2）收获及体会………………………………………………………………

序言

面对当今飞速发展的电子产品市场，设计师需要更加实用、快捷的EDA工具，使用统一的集成化设计环境，改变传统设计思路，将精力集中到设计构思、方案比较和寻找优化设计等方面，需要以最快的速度，开发出性能优良、质量一流的电子产品，对EDA技术提出了更高的要求。

可编程逻辑器件已经成为当今世界上最富吸引力的半导体器件，在现代电子系统设计中扮演着越来越重要的角色。

过去的几年里，可编程器件市场的增长主要来自大容量的可编程逻辑器件CPLD和FPGA。

本课程设计主要阐述基于FPGA和VHDL语言实现在8*8点阵上的汉字静态显示、一屏一屏显示以及滚动显示。

在实际学习中我们应该从应用的角度看待这门课程，初步掌握基本设计工具和设计方法，在课程实践中应锻炼自己的实际设计思想、创新思维和创造能力，力求提高自己的工程实践能力和自主创新能力。

未来的EDA技术将在仿真、时序分析、集成电路自动测试、高速印刷电路板设计及开发操作平台的扩展等方面取得新的突破，向着功能强大、简单易学、使用方便的方向发展。

一、课题要求

（1）技术要求

软件要求：

能够使用EDA编写程序及仿真设计，能够较为熟练的掌握Quartus软件并使用该软件进行编程、仿真和调试。

硬件要求：

FPGA（EP2C5T144C8）引脚识别和连接。

（2）功能要求

1.静态显示“王”字;

2.一屏一屏的显示“大中国”;

3.滚动的显示数字“2010”。

（3）本人的工作

通过查阅资料，了解8*8点阵的工作原理和FPGA芯片的基本工作原理并负责软件的编写，仿真和调试。

二、设计原理及其框图

（1）8*8点阵的工作原理和方案

若要用点阵发光二极管显示汉字，首先要将汉字放在一个方块内，方格块分成8*8共64个小方格，在方块内写上汉字，在字笔划下落处的小方格里填上“1”，无笔划处填上“0”，这样就形成了一个汉字二进制数据。

下图是一只8*8阵列的点阵发光显示器，该点阵发光显示器是由8*8阵列组成，共8行，每行8只发光二极管，共64只发光像素，每列的8只发光二极管的所有负极（阴极）相连。

每行发光管的正极相连，点阵发光显示器在同一时间只能点亮一列，每列点亮的情况是根据从显示器P1~P8送入的数据点亮，要使一个字符在显示器整屏显示，点阵发光显示器就必须通过快速逐列点亮，而且是周而复始的循环点亮，使人眼的暂留视觉效应形成一个全屏字符。

8*8点阵二极管示意图

原理框图：

（2）单元电路设计，仿真与分析

<1>:

静态显示“王”字

程序：

libraryieee;

useieee.std_logic_1164.all;

useieee.std_logic_Unsigned.all;

useieee.std_logic_ARITH.all;

ENTITYjingxianis

port（clk:

instd_logic;

en:

instd_logic;

lie:

outstd_logic_vector（7downto0）;--列

hang:

outstd_logic_vector（7downto0））;--行

Endjingxian;

Architectureaofjingxianis

signalst1:

std_logic_vector（7downto0）;

signalosc:

std_logic;

signalosd:

std_logic;

signald_ff:

std_logic_vector（27downto0）;

signaldata:

std_logic_vector（7downto0）;

signald0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7,d8,d9,d10,d11,d12,d13,d14,d15:

std_logic_vector（7downto0）;

Begin

hang<=data;

lie<=st1;

d0<="00000010";

d1<="10010010";

d2<="10010010";

d3<="11111110";

d4<="10010010";

d5<="10010010";

d6<="00000010";

d7<="00000000";--字库‘王’

First:

process

begin

waituntilclk='1';

if（d_ff（27downto0）>=2e8）then

d_ff（27downto0）<="0000000000000000000000000000";

else

d_ff（27downto0）<=d_ff+1;

endif;

osc<=notd_ff（10）;

endprocessfirst;

second:

process（osc,en）

begin

if（osc='1'andosc'event）then

if（en='1'）then

ifst1（7downto0）="00000000"orst1（7downto0）="01111111"then

st1（7downto0）<="11111110";data<=d0;

elsifst1（7downto0）="11111110"then

st1（7downto0）<="11111101";data<=d1;

elsifst1（7downto0）="11111101"then

st1（7downto0）<="11111011";data<=d2;

elsifst1（7downto0）="11111011"then

st1（7downto0）<="11110111";data<=d3;

elsifst1（7downto0）="11110111"then

st1（7downto0）<="11101111";data<=d4;

elsifst1（7downto0）="11101111"then

st1（7downto0）<="11011111";data<=d5;

elsifst1（7downto0）="11011111"then

st1（7downto0）<="10111111";data<=d6;

elsifst1（7downto0）="10111111"then

st1（7downto0）<="01111111";data<=d7;

endif;

elsest1<="00000000";data<="00000000";

endif;

endif;

endprocesssecond;

enda;

波形图：

<2>:

.一屏一屏显示“江技师”

程序：

Libraryieee;

Useieee.std_logic_1164.all;

Useieee.std_logic_unsigned.all;

Useieee.std_logic_arith.all;

Entitypingxianis

Port（

Clk,en:

instd_logic;

lie:

outstd_logic_vector（7downto0）;--列

hang:

outstd_logic_vector（7downto0））;--行

Endpingxian;

Architectureaofpingxianis

signalst1:

std_logic_vector（7downto0）;

signalosc:

std_logic;

signalosd:

std_logic;

signald_ff:

std_logic_vector（27downto0）;

signaldata:

std_logic_vector（7downto0）;

signald0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7:

std_logic_vector（7downto0）;

signallie0:

std_logic_vector（6downto0）;

begin

hang<=data;

lie<=st1;

D0<=

"01000001"whenlie0（6downto0）="0000000"else

"00001000"whenlie0（6downto0）="0000001"else

"00111100"whenlie0（6downto0）="0000010"else

"00000000";

D1<=

"01000001"whenlie0（6downto0）="0000000"else

"00101101"whenlie0（6downto0）="0000001"else

"10101000"whenlie0（6downto0）="0000010"else

"00000000";

D2<=

"01000001"whenlie0（6downto0）="0000000"else

"11111010"whenlie0（6downto0）="0000001"else

"11111111"whenlie0（6downto0）="0000010"else

"00000000";

D3<=

"01000001"whenlie0（6downto0）="0000000"else

"00101101"whenlie0（6downto0）="0000001"else

"10100000"whenlie0（6downto0）="0000010"else

"00000000";

D4<=

"01000001"whenlie0（6downto0）="0000000"else

"00001000"whenlie0（6downto0）="0000001"else

"00111100"whenlie0（6downto0）="0000010"else

"00000000";

D5<=

"00101100"whenlie0（6downto0）="0000000"else

"00110000"whenlie0（6downto0）="0000001"else

"11111100"whenlie0（6downto0）="0000010"else

"00000000";

D6<=

"01010010"whenlie0（6downto0）="0000000"else

"11111111"whenlie0（6downto0）="0000001"else

"00000010"whenlie0（6downto0）="0000010"else

"00000000";

D7<=

"10100001"whenlie0（6downto0）="0000000"else

"00100110"whenlie0（6downto0）="0000001"else

"00111101"whenlie0（6downto0）="0000010"else

"00000000";--字库江技师

first:

process

begin

waituntilclk='1';

if（d_ff（27downto0）>=2e8）then

d_ff（27downto0）<="0000000000000000000000000000";

else

d_ff（27downto0）<=d_ff+1;

endif;

osc<=notd_ff（10）;

osd<=notd_ff（25）;

endprocessfirst;

second:

process（osc,en）

begin

if（osc='1'andosc'event）then

if（en='1'）then

ifst1（7downto0）="00000000"orst1（7downto0）="01111111"then

st1（7downto0）<="11111110";data<=d0;

elsifst1（7downto0）="11111110"then

st1（7downto0）<="11111101";data<=d1;

elsifst1（7downto0）="11111101"then

st1（7downto0）<="11111011";data<=d2;

elsifst1（7downto0）="11111011"then

st1（7downto0）<="11110111";data<=d3;

elsifst1（7downto0）="11110111"then

st1（7downto0）<="11101111";data<=d4;

elsifst1（7downto0）="11101111"then

st1（7downto0）<="11011111";data<=d5;

elsifst1（7downto0）="11011111"then

st1（7downto0）<="10111111";data<=d6;

elsifst1（7downto0）="10111111"then

st1（7downto0）<="01111111";data<=d7;

endif;

elsest1<="00000000";data<="00000000";

endif;

endif;

endprocesssecond;

third:

process（osd,en）

begin

if（osd='1'andosd'eventanden='1'）then

iflie0（6downto0）="0000010"then

lie0（6downto0）<="0000000";

elselie0（6downto0）<=lie0+1;

endif;

endif;

endprocessthird;

enda;

波形图：

<3>:

滚动显示“19”

程序：

Libraryieee;

Useieee.std_logic_1164.all;

Useieee.std_logic_unsigned.all;

Useieee.std_logic_arith.all;

Entitygunis

Port（

Clk,en:

instd_logic;

lie:

outstd_logic_vector（7downto0）;--列

hang:

outstd_logic_vector（7downto0））;--行

Endgun;

Architectureaofgunis

signalst1:

std_logic_vector（7downto0）;

signalosc:

std_logic;

signalosd:

std_logic;

signald_ff:

std_logic_vector（27downto0）;

signaldata:

std_logic_vector（7downto0）;

signald0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7:

std_logic_vector（7downto0）;

signallie0:

std_logic_vector（6downto0）;

begin

hang<=data;

lie<=st1;

D0<=

"11111111"whenlie0="0000000"else--19第0列

"10010001"whenlie0="0000001"else--19第1列

"10010001"whenlie0="0000010"else--19第2列

"10010001"whenlie0="0000011"else--19第3列

"11110001"whenlie0="0000100"else--19第4列

"00000000"whenlie0="0000101"else--19第5列

"11111111"whenlie0="0000110"else--19第6列

"00000000"whenlie0="0000111"else--19第7列

"00000000";--以上为字库0

D1<=

"10010001"whenlie0="0000001"else--19第1列

"10010001"whenlie0="0000010"else--19第2列

"10010001"whenlie0="0000011"else--19第3列

"11110001"whenlie0="0000100"else--19第4列

"00000000"whenlie0="0000101"else--19第5列

"11111111"whenlie0="0000110"else--19第6列

"00000000"whenlie0="0000111"else--19第7列

"11111111"whenlie0="0000000"else--19第0列

"00000000";--以上为字库1

D2<=

"10010001"whenlie0="0000010"else--19第2列

"10010001"whenlie0="0000011"else--19第3列

"11110001"whenlie0="0000100"else--19第4列

"00000000"whenlie0="0000101"else--19第5列

"11111111"whenlie0="0000110"else--19第6列

"00000000"whenlie0="0000111"else--19第7列

"11111111"whenlie0="0000000"else--19第0列

"10010001"whenlie0="0000001"else--19第1列

"00000000";--以上为字库2

D3<=

"10010001"whenlie0="0000011"else--19第3列

"11110001"whenlie0="0000100"else--19第4列

"00000000"whenlie0="0000101"else--19第5列

"11111111"whenlie0="0000110"else--19第6列

"00000000"whenlie0="0000111"else--19第7列

"11111111"whenlie0="0000000"else--19第0列

"10010001"whenlie0="0000001"else--19第1列

"10010001"whenlie0="0000010"else--19第2列

"00000000";--以上为字库3

D4<=

"11110001"whenlie0="0000100"else--19第4列

"00000000"whenlie0="0000101"else--19第5列

"11111111"whenlie0="0000110"else--19第6列

"00000000"whenlie0="0000111"else--19第7列

"11111111"whenlie0="0000000"else--19第0列

"10010001"whenlie0="0000001"else--19第1列

"10010001"whenlie0="0000010"else--19第2列

"10010001"whenlie0="0000011"else--19第3列

"00000000";--以上为字库4

D5<=

"00000000"whenlie0="0000101"else--19第5列

"11111111"whenlie0="0000110"else--19第6列

"00000000"whenlie0="0000111"else--19第7列

"11111111"whenlie0="0000000"else--19第0列

"10010001"whenlie0="0000001"else--19第1列

"10010001"whenlie0="0000010"else--19第2列

"10010001"whenlie0="0000011"else--19第3列

"11110001"whenlie0="0000100"else--19第4列

"00000000";--以上是字库5

D6<=

"11111111"whenlie0="0000110"else--19第6列

"00000000"whenlie0="0000111"else--19第7列

"11111111"whenlie0="0000000"else--19第0列

"10010001"whenlie0="0000001"else--19第1列

"10010001"whenlie0="0000010"else--19第2列

"10010001"whenlie0="0000011"else--19第3列

"11110001"whenlie0="0000100"else--19第4列

"00000000"whenlie0="0000101"else--19第5列

"00000000";--以上是字库6

D7<=

"00000000"whenlie0="0000111"