EDA課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告詳解.doc

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1、EDA課程設(shè)計(jì)報(bào)告課題名稱：16*16點(diǎn)陣顯示專業(yè)：通信工程班級(jí)：2013級(jí)通信工程（2）班學(xué)號(hào)：姓名：劉樂指導(dǎo)教師：楊澤林完成時(shí)間：2015年12月18號(hào)目錄一、設(shè)計(jì)目的二、課題的主要功能三、課題的功能模塊劃分四、主要功能的實(shí)現(xiàn)五、實(shí)驗(yàn)程序六、系統(tǒng)調(diào)試與仿真七、總結(jié)與體會(huì)一、設(shè)計(jì)目的全面熟悉、掌握VHDL語言基本知識(shí)，掌握利用VHDL語言對(duì)常用的的組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路編程，把編程和實(shí)際結(jié)合起來，熟悉編制和調(diào)試程序的技巧，掌握分析結(jié)果的若干有效方法，進(jìn)一步提高上機(jī)動(dòng)手能力，培養(yǎng)使用設(shè)計(jì)綜合電路的能力，養(yǎng)成提供文檔資料

2、的習(xí)慣和規(guī)范編程的思想。二、課題的主要功能2.1問題描述本實(shí)驗(yàn)主要完成漢字字符在LED上的顯示，16*16掃描LED點(diǎn)陣的工作原理與8位掃描數(shù)碼管類似，只是顯示的方式與結(jié)果不一樣而已。下面就本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的16*16點(diǎn)陣的工件原理做一些簡單的說明。16*16點(diǎn)陣由此256個(gè)LED通過排列組合而形成16行*16列的一個(gè)矩陣式的LED陣列，俗稱16*16點(diǎn)陣。單個(gè)的LED的電路如下圖1所示：圖1單個(gè)LED電路圖由上圖可知，對(duì)于單個(gè)LED的電路圖當(dāng)Rn輸入一個(gè)高電平，同時(shí)Cn輸入一個(gè)低電平時(shí)，電路形成一個(gè)回路，LED發(fā)光。也就是LE

3、D點(diǎn)陣對(duì)應(yīng)的這個(gè)點(diǎn)被點(diǎn)亮。16*16點(diǎn)陣也就是由16行和16列的LED組成，其中每一行的所有16個(gè)LED的Rn端并聯(lián)在一起，每一列的所有16個(gè)LED的Cn端并聯(lián)在一起。通過給Rn輸入一個(gè)高電平，也就相當(dāng)于給這一列所有LED輸入了一個(gè)高電平，這時(shí)只要某個(gè)LED的Cn端輸入一個(gè)低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的LED就會(huì)被點(diǎn)亮。具體的電路如下圖2所示：圖216*16點(diǎn)陣電路原理圖在點(diǎn)陣上顯示一字符是根據(jù)其字符在點(diǎn)陣上的顯示的點(diǎn)的亮滅來表示的，如下圖3所示：圖3字符在點(diǎn)陣上的顯示在上圖中，顯示的是一個(gè)“漢”字，只要將被“漢”字所覆蓋的區(qū)域的點(diǎn)點(diǎn)亮

4、，則在點(diǎn)陣中就會(huì)顯示一個(gè)“漢”字。根據(jù)前面我們所介紹的點(diǎn)陣顯示的原理，當(dāng)我們選中第一列后，根據(jù)要顯示漢字的第一列中所需要被點(diǎn)亮的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Rn置為高電平，則在第一列中需要被點(diǎn)亮的點(diǎn)就會(huì)被點(diǎn)亮。依此類推，顯示第二列、第三列……第N列中需要被點(diǎn)亮的點(diǎn)。然后根據(jù)人眼的視覺原理，將每一列顯示的點(diǎn)的間隔時(shí)間設(shè)為一定的值，那么我們就會(huì)感覺顯示一個(gè)完整的不閃爍的漢字。同時(shí)也可以按照這個(gè)原理來顯示其它的漢字。下圖4是一個(gè)漢字顯示所需要的時(shí)序圖：圖4顯示時(shí)序圖2.2功能描述本實(shí)驗(yàn)的示例程序依次顯示的是“寧大物電學(xué)院”，要求每隔一秒換下一個(gè)字顯

5、示。字體顯示驅(qū)動(dòng)行驅(qū)動(dòng)程序16進(jìn)制計(jì)數(shù)器8進(jìn)制計(jì)數(shù)器頂層文件設(shè)計(jì)三、課題的功能模塊的劃分3.1系統(tǒng)的總體框圖圖5此程序分為五個(gè)模塊，兩個(gè)計(jì)數(shù)器和一個(gè)行驅(qū)動(dòng)程序和一個(gè)顯示字體控制程序，最后再加上一個(gè)頂層文件，用來連接前四個(gè)模塊，程序簡圖如下：CLK1Q1HANGCNT16W1XIANSHICLKCNT8圖6電路連接簡圖四、主要功能的實(shí)現(xiàn)4.18進(jìn)制加法器設(shè)計(jì)CNT8.vhd是8進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，其每計(jì)一次數(shù)，輸出一個(gè)字。例如當(dāng)計(jì)數(shù)為“000B”時(shí)顯示“寧”，當(dāng)計(jì)數(shù)為“001B”時(shí)顯示“大”。給其脈沖周期為1S。4.216進(jìn)制計(jì)數(shù)

6、器設(shè)計(jì)CNT16.vhd是16進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，其輸出端控制行和列驅(qū)動(dòng)控制器的輸出數(shù)據(jù)。4.3列驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)HANG.vhd為列驅(qū)動(dòng)控制器，該模塊控制所亮的行，當(dāng)輸出為0001H時(shí)，給點(diǎn)陣的第一行高電平，輸出為0010H時(shí)，給點(diǎn)陣的第二行高電平，依次類推，逐次給每行高電平。4.4字體顯示控制器XIANSHI.vhd為字體顯示控制器，SHI控制的是所顯示的字。例如當(dāng)SHI為00H時(shí)，表示顯示第一個(gè)字；當(dāng)SHI為01H時(shí)，表示顯示第二個(gè)字，依次類推。WEI控制所顯示的為字的第幾行，例如當(dāng)WEI為0000B時(shí)，表示輸出字的第一行文字信息

7、；WEI為0001B時(shí)，表示輸出字的第二行文字信息，依次類推。4.5頂層文件設(shè)計(jì)JUZHEN16.vhd是頂層文件設(shè)計(jì)，文件在實(shí)體中首先定義了頂層設(shè)計(jì)元件的端口信號(hào)，然后在architecture和begin之間利用component語句對(duì)準(zhǔn)備調(diào)用的元件做了聲明，并定義了c,d兩個(gè)信號(hào)作為器件內(nèi)部的連接線。最后利用端口映射語句PORTMAP()將兩個(gè)計(jì)數(shù)器和列驅(qū)動(dòng)，字體顯示驅(qū)動(dòng)連接起來構(gòu)成一個(gè)完整的器件。五、實(shí)驗(yàn)程序LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOG

8、IC_UNSIGNED.ALL;ENTITYCNT8ISPORT(CLK1:INSTD_LOGIC;QOUT:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0));ENDENTITYCNT8;ARCHITECTUREBEHVOFCNT8ISSIGNALCQI:STD_LOGIC_VECTOR(2