16x16點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、16*16點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)學(xué)習(xí)點(diǎn)陣顯示字符的基本原理。(2)掌握用數(shù)控分頻控制速度，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣掃描的基本方式。(3)會(huì)使用Quartus II軟件中的Verilog HDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)點(diǎn)真的行列循環(huán)顯示。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 Quartus II 軟件、EP2C8Q208C8實(shí)驗(yàn)箱3、 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)1. 實(shí)驗(yàn)可實(shí)現(xiàn)的功能可通過(guò)編寫(xiě)Verilog HDL語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣的行列交替掃描。先是行掃描，掃描間隔為1s，16行都掃描完之后開(kāi)始列掃描，掃描間隔仍然為1s，16列掃描完之后，行繼續(xù)掃描，依次循環(huán)。2. 點(diǎn)陣基本知識(shí)16*16掃描LED點(diǎn)陣只要其對(duì)應(yīng)的X、Y軸順向偏壓，即可使LED發(fā)

2、亮。例如如果想使左上角LED點(diǎn)亮，則Y0=1，X0=0即可。應(yīng)用時(shí)限流電阻可以放在X軸或Y軸。它有16個(gè)共陰極輸出端口，每個(gè)共陰極對(duì)應(yīng)有16個(gè)LED顯示燈。LED點(diǎn)陣每個(gè)點(diǎn)都有一個(gè)紅色的發(fā)光二極管。點(diǎn)陣內(nèi)的二極管間的連接都是行共陽(yáng)，列共陰。本實(shí)驗(yàn)采用共陰，當(dāng)二極管的共陽(yáng)極為高電平，共陰極為低電平時(shí)，所接點(diǎn)發(fā)光；反之處于截止?fàn)顟B(tài)，不放光。3. 系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)用了兩個(gè)模塊，其中dianzhen.v是頂層文件，而hangsaomiao.v和liesaomiao.v是兩個(gè)子模塊，總體的系統(tǒng)功能框圖如圖3.3.1所示。圖3.3.1 系統(tǒng)功能圖示通過(guò)流程圖可以看到，體統(tǒng)是先將試驗(yàn)箱的50MHz時(shí)鐘信號(hào)

3、分頻為1s，因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)16*16的點(diǎn)陣掃描，所以用一個(gè)16s的計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，每經(jīng)過(guò)16s行掃描與列掃描的狀態(tài)轉(zhuǎn)換一次，通過(guò)點(diǎn)陣顯示出來(lái)。4. 模塊化程序設(shè)計(jì)(1)點(diǎn)陣顯示頂層程序設(shè)計(jì)module dianzhen (clk50mhz,row,sel0,sel1,sel2,sel3,line);input clk50mhz; /實(shí)驗(yàn)箱提供50MHz 時(shí)鐘信號(hào)output sel0,sel1,sel2,sel3; /設(shè)置引腳選通點(diǎn)陣output reg 15:0 row; /行output reg 3:0 line; /列wire 15:0 row1,row2;wire 3:0 line1,line

4、2;reg 24:0 cnt=0; /1Hz計(jì)數(shù)子reg 4:0 cnt1=0; /16s計(jì)數(shù)子 assign sel0=1b0;assign sel1=1b1;assign sel2=1b0;assign sel3=1b0;always(posedge clk50mhz) beginif(cnt=25d)begincnt=25b0; /1Hz計(jì)時(shí)器cnt1=cnt1+1; /16s計(jì)時(shí)器endelsecnt=cnt+1;endhangsaomiao u1(.clk50mhz(clk50mhz),.row(row1),.line(line1);liesaomiao u2(.clk50mhz(c

5、lk50mhz),.row(row2),.line(line2);always(*)if(cnt1=5d15)beginrow=row1; /行掃描line=line1;endelsebeginrow=row2; /列掃描line=25d)begincnt1=25b0;clkrow=clkrow; /1s列脈沖endelsecnt1=25d500)begincnt2=25b0;clkline=clkline; /50KHz行脈沖endelsecnt2=cnt2+1;endalways(posedge clkline)begincase(line)4d0:line=4d1; /高速行掃描4d1:

6、line=4d2;4d2:line=4d3;4d3:line=4d4;4d4:line=4d5;4d5:line=4d6;4d6:line=4d7;4d7:line=4d8;4d8:line=4d9;4d9:line=4d10;4d10:line=4d11;4d11:line=4d12;4d12:line=4d13;4d13:line=4d14;4d14:line=4d15;4d15:line=4d0;default:line=4d0;endcaseendalways(posedge clkrow) /時(shí)間間隔為1s的列掃描begincase(row)16b00001: row=16b0001

7、0;16b00010: row=16b00100;16b00100: row=16b01000;16b01000: row=16b10000;16b10000: row=16b00000;16b00000: row=16b00000;16b00000: row=16b00000;16b00000: row=16b00000;16b00000: row=16b00000;16b00000: row=16b00000;16b00000: row=16b00000;16b00000: row=16b00000;16b00000: row=16b00000;16b00000: row=16b00000

8、;16b00000: row=16b00000;16b00000: row=16b00001;default: row=25d)begincnt=25b0;clk=clk; /1sendelsecnt=cnt+1;end always (posedge clk) /列掃描begincase(line) 4h0:begin row=16b11111;line=4h1; end4h1:begin row=16b11111;line=4h2; end4h2:begin row=16b11111;line=4h3; end4h3:begin row=16b11111;line=4h4; end4h4:

9、begin row=16b11111;line=4h5; end4h5:begin row=16b11111;line=4h6; end4h6:begin row=16b11111;line=4h7; end4h7:begin row=16b11111;line=4h8; end4h8:begin row=16b11111;line=4h9; end4h9:begin row=16b11111;line=4ha; end4ha:begin row=16b11111;line=4hb; end4hb:begin row=16b11111;line=4hc; end4hc:begin row=16

10、b11111;line=4hd; end4hd:begin row=16b11111;line=4he; end4he:begin row=16b11111;line=4hf; end4hf:begin row=16b11111;line=4h0; enddefault:line=4h0;endcaseendendmodule5.下載電路及引腳分配設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)中用實(shí)驗(yàn)箱自帶的50MHz時(shí)鐘信號(hào)作為輸入端，用sel0、sel1、sel2、sel3四個(gè)使能端選通點(diǎn)陣，EP2C8Q208C8就會(huì)工作在給點(diǎn)陣下命令的狀態(tài)，并用line和row分別作為點(diǎn)陣的行、列選通端，最終使得點(diǎn)陣正常工作，如圖3.5.

11、1所示。圖3.5.1 輸入輸出端口電路輸入、輸出引腳分配設(shè)計(jì)如圖3.5.2所示。圖3.5.2 引腳分配4、 實(shí)驗(yàn)仿真及結(jié)論1. 模塊仿真(1) 列掃描仿真波形 列掃描仿真波形如圖4.1.1所示。圖4.1.1 列掃描仿真波形通過(guò)波形可以看到，仿真用1s的時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)，以列為單位的二極管以1s為時(shí)間間隔一次被選中，而以行為單位的二極管始終被選通。例如，列信號(hào)選通第一列時(shí)，所有行的二極管都是亮的，綜合以上兩個(gè)條件，得到的最終結(jié)果就是第一列的二極管都是亮的。(2) 行掃描仿真波形行掃描仿真波形如圖4.1.2所示。圖4.1.2 行掃描仿真波形通過(guò)波形看到，行信號(hào)隨著列掃描脈沖從第1行到第16行依次循環(huán)選

12、通，而列信號(hào)則隨著列脈沖從第1列到第16列依次循環(huán)選通。程序中設(shè)置的行脈沖周期為20s，而列脈沖周期為1s，則被選通行的二極管全亮，并隨著列信號(hào)的循環(huán)而移動(dòng)。2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論本次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了16*16點(diǎn)陣行和列的依次循環(huán)掃描，行、列內(nèi)部掃描的時(shí)間間隔均為1s，行列之間的循環(huán)周期為16s。先開(kāi)始行掃描，行掃描完成后列再開(kāi)始掃描，依次循環(huán)顯示在點(diǎn)陣上。仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象均說(shuō)明了，程序設(shè)計(jì)的功能和時(shí)序基本無(wú)誤，整個(gè)系統(tǒng)功能已實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕具_(dá)到。5、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)與體會(huì)1.實(shí)驗(yàn)總結(jié)總體來(lái)說(shuō)這次試驗(yàn)還是比較順利的，我在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)弄明白了點(diǎn)陣的工作原理，所以當(dāng)時(shí)就把點(diǎn)陣列掃描的功能實(shí)現(xiàn)了。課后我又寫(xiě)出行掃描的程序，不過(guò)在實(shí)驗(yàn)箱上下載運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題?，F(xiàn)在我主要說(shuō)一下遇到的問(wèn)題以解決的方案。我把原程序下載到實(shí)驗(yàn)箱之后，看到的現(xiàn)象是一列二極管與一個(gè)二極管交替移動(dòng)。我首先在頂層將列掃描屏蔽，只讓行掃描運(yùn)行，看到的現(xiàn)象是一個(gè)點(diǎn)沿著斜線循環(huán)移動(dòng)，初步判定是行掃描的脈沖頻率不夠高，將其由50Hz改為50KHz之后再次下載就可以看到連續(xù)的線了。將行掃描屏蔽，單獨(dú)下載列掃描，正視列掃描沒(méi)有問(wèn)題。再聯(lián)合下載發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象是行移動(dòng)一行，列移動(dòng)一列，而不是行完全掃描完成列在掃描的狀態(tài)，此時(shí)判斷應(yīng)該是頂層文件的時(shí)間間隔沒(méi)有控制好。仔細(xì)檢查程序后發(fā)現(xiàn)，時(shí)鐘分給整