FPGA零基礎(chǔ)學(xué)習(xí)之Vivado-數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

大俠好，歡迎來到FPGA技術(shù)江湖，江湖偌大，相見即是緣分。大俠可以關(guān)注FPGA技術(shù)江湖，在“闖蕩江湖”、"行俠仗義"欄里獲取其他感興趣的資源，或者一起煮酒言歡。“煮酒言歡”進(jìn)入IC技術(shù)圈，這里有近100個(gè)IC技術(shù)公眾號(hào)。

大俠好，歡迎來到FPGA技術(shù)江湖。本系列將帶來FPGA的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)，從最基本的數(shù)字電路基礎(chǔ)開始，最詳細(xì)操作步驟，最直白的言語描述，手把手的“傻瓜式”講解，讓電子、信息、通信類專業(yè)學(xué)生、初入職場小白及打算進(jìn)階提升的職業(yè)開發(fā)者都可以有系統(tǒng)性學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。

系統(tǒng)性的掌握技術(shù)開發(fā)以及相關(guān)要求，對個(gè)人就業(yè)以及職業(yè)發(fā)展都有著潛在的幫助，希望對大家有所幫助。本次帶來Vivado系列，本篇為數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。話不多說，上貨。

數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

作者：李西銳校對：陸輝

數(shù)碼管作為SANXIN-B04的顯示裝置，具有易控制，顯示方便的特點(diǎn)。那么接下來我們來學(xué)習(xí)一下數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)原理。

首先，數(shù)碼管根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路劃分，分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。這個(gè)不同直接影響到了我們在驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管時(shí)需要給的電平信號(hào)。在SANXIN-B04開發(fā)板上的數(shù)碼管使用的是共陽極數(shù)碼管，那么也就是說我們的數(shù)碼管是低電平有效。

數(shù)碼管硬件部分：

數(shù)碼管總共14個(gè)管腳，分別是8個(gè)段選和6個(gè)位選。6個(gè)數(shù)碼管分別用6根線單獨(dú)控制，一個(gè)數(shù)碼管，數(shù)字部分是7段，加上小數(shù)點(diǎn)總共八段。又因?yàn)?個(gè)數(shù)碼管的段選信號(hào)線是共用的，所以，總共加起來14個(gè)管腳。

我們按照每一段的順序做一個(gè)編號(hào)，有利于接下來的講解以及說明，編號(hào)如下：

這8段單獨(dú)控制，我們可以看做是每一段是一個(gè)led燈，那么我們?nèi)绻腼@示特定的數(shù)字，只需要讓特定的某些段亮起來就可以，又因?yàn)槲覀兪枪碴枠O數(shù)碼管，所以每一段在給低電平時(shí)可以被點(diǎn)亮。按照我們手冊的管腳順序，我們給數(shù)據(jù)時(shí)，一般按照DP-G-F-E-D-C-B-A的順序給值，小數(shù)點(diǎn)為8bit數(shù)據(jù)的最高位。比如：我們想要顯示數(shù)字1，那么只需要讓B和C兩段點(diǎn)亮即可。那么我們給的數(shù)據(jù)就應(yīng)該是8’b1111_1001。按照這個(gè)規(guī)律，我們可以輕松得到0~9的所有段選數(shù)據(jù)。

此外，數(shù)碼管作為我們的顯示裝置，一般顯示的內(nèi)容為動(dòng)態(tài)的，所以，我們在驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示的時(shí)候6個(gè)數(shù)碼管要依次輪流選中，因?yàn)槲覀兊亩芜x信號(hào)是共用的，在同一時(shí)刻不能給不同的段選信號(hào)值。但是這并不意味著我們的數(shù)碼管顯示只能一個(gè)一個(gè)的看到現(xiàn)象，我們只要刷新切換的速度夠快，人眼看起來就是一起亮的，所以我們接下來要做的工作就是：1、位選依次選中。 2、每一位的數(shù)碼管進(jìn)行段選賦值。代碼如下：

在此，我們需要聲明一點(diǎn)，因?yàn)閿?shù)碼管位選切換過快，會(huì)導(dǎo)致數(shù)碼管顯示異常，所以我們在做位選切換的時(shí)候，我們會(huì)加上一段時(shí)間的延時(shí)，以確保顯示正常。

那么接下來，我們做一下仿真測試。

按照上圖步驟，添加仿真文件。

點(diǎn)擊OK新建文件，代碼如下：

在仿真時(shí)，我們隨機(jī)給了兩個(gè)值，看一下波形。說明：在功能文件中，我們的輸入數(shù)據(jù)為24位的BCD碼，在仿真時(shí)，我們直接給了16進(jìn)制數(shù)，因?yàn)锽CD碼和16進(jìn)制數(shù)的前十個(gè)數(shù)是一樣的。

點(diǎn)擊Run Simulation，運(yùn)行仿真。

在波形當(dāng)中，位選信號(hào)對應(yīng)的段選信號(hào)，與我們給的數(shù)值一致，證明數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)正確。

在此需要提醒一點(diǎn)，如果數(shù)碼管的輸入不是BCD碼，那么我們還需要做一下轉(zhuǎn)碼，最簡單的方法就是做除法，或者用基本運(yùn)算電路來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)碼都可。

審核編輯 ：李倩