16×16 点阵显示试验报告.docx

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1、16*16点阵显示试验报告一、试验目的(D学习点阵显示字符的根本原理。把握用数控分频把握速度，实现点阵扫描的根本方式。(3)会使用QuartusII软件中的Verilog HDL语言实现点真的行列循环显示。二、试验设备与器件Quartus II 软件、EP2c8Q208c8 试验箱三、试验方案设计1 .试验可实现的功能可通过编写Verilog HDL语言，实现点阵的行列交替扫描。先是行扫描，扫 描间隔为1S, 16行都扫描完之后开头列扫描，扫描间隔照旧为1s, 16列扫描完 之后，行连续扫描，依次循环。2 .点阵根本学问16*16扫描LED点阵只要其对应的X、Y轴顺向偏压，即可使LED发亮。

2、例如假设想使左上角LED点亮，则Y0=l, X0=0即可。应用时限流电阻可以放 在X轴或Y轴。它有16个共阴极输出端口，每个共阴极对应有16个LED显示 灯。LED点阵每个点都有一个红色的发光二极管。点阵内的二极管间的连接都 是行共阳，列共阴。本试验承受共阴，当二极管的共阳极为高电平，共阴极为低 电寻常，所接点发光；反之处于截止状态，不放光。3 .系统工作原理本系统用了两个模块，其中dianzhen.v是顶层文件，而hangsaomiao.v和 liesaomiao.v是两个子模块，总体的系统功能框图如图所示。五、试验总结与体会1 .试验总结总体来说这次试验还是比较顺当的，我在上试验课时弄明白

3、了点阵的工作原 理，所以当时就把点阵列扫描的功能实现了。课后我又写出行扫描的程序，不过 在试验箱上下载运行时觉察了一些问题。现在我主要说一下遇到的问题以解决的 方案。我把原程序下载到试验箱之后，看到的现象是一列二极管与一个二极管交替 移动。我首先在顶层将列扫描屏蔽，只让行扫描运行，看到的现象是一个点沿着 斜线循环移动，初步判定是行扫描的脉冲频率不够高，将其由50Hz改为50KHz 之后再次下载就可以看到连续的线了。将行扫描屏蔽，单独下载列扫描，正视列 扫描没有问题。再联合下载觉察现象是行移动一行，列移动一列，而不是行完全 扫描完成列在扫描的状态，此时推断应当是顶层文件的时间间隔没有把握好。认

4、真检查程序后觉察，时钟分给整个循环的周期只有2s,而实际上行扫描需要16s 列扫描需要16s,加起来总周期应为32s,重设计分频的程序后再次下载，点阵便 可实现行、列的循环扫描了。2 .试验体会通过这次试验，我了解了 16*16点阵的根本工作原理，学习了用Verilog HDL 语言编写点阵扫描的程序。虽然在试验中遇到了一些问题，但是自己看着问题一 步一步的解决，学问一点一点的积存，确实让我感到很愉快，这又增加了我对 FPGA学习的热忱。（开头）50MHz时钟信号16s计时器列扫描C完毕J图系统功能图示通过流程图可以看到，体统是先将试验箱的50MHz时钟信号分频为1s,由 于要实现16*16的

5、点阵扫描，所以用一个16s的计时器计时，每经过16s行扫描 与列扫描的状态转换一次，通过点阵显示出来。4.模块化程序设计点阵显示顶层程序设计module dianzhen (elk50mhz,row,selO,sell,sel2,sel3,line);input clk50mhz;/试验箱供给50MHz时钟信号output sel0,sell,sel2,sel3;output reg 15:0 row;output reg 3:0 line;设置引脚选通点阵行列wire 15:0 rowl,row2;wire 3:0 linel,line2;reg 24:0 cnt=0;reg 4:0 ent

6、 1=0;/IHz计数子 /16s计数子assign selO=lbO;assign sei 1=1 bl;assign sel2=lb0;assign sel3=lb0;always(posedge clk50mhz) beginif(cnt=25,9d50000000) begincntv=25b0;lHz 计时器cntl=cntl + l;/16s 计时器end else cnt=cnt+1; endhangsaomiao ul(.clk50mhz(clk50mhz),.row(rowl),.line(line 1); liesaomiao u2(.clk50mhz(clk50mhz),

7、.row(row2),.line(line2); always(*)if(cntlv=5dl5) beginrow=row 1;行 扫描line=linel; end else beginrow=row2;列扫描line=25d50000000)begincntlv=25b0;clkrow=clkrow;endelsecntl=25d500)begin cnt2v=25b0; clkline二clkline; endelsecnt2=cnt2+l;endalways(posedge clkline) begincase(line)4d0:linev=4dl;4,dl:line=4,d2;4d2

8、:line=4d3;4P3:line=4d4;4d4:linev=4d5;4d5:line=4d6;4d6:linev=4d7;4 P7:line=4d8;4d8:line=4d9;4d9:linev=4dl0;4dl0:linev=4dl1；4dll:linev=4dl2；4Pl 2:line=4dl3;4Pl3:line=4dl4;4,dl4:line=4,dl5；4“dl5:line=4d0;default:linev=4d0;endcaseendalways(posedge clkrow) begincase(row)/50KHz行脉冲高速行扫描时间间隔为1s的列扫描160000000

9、000000001:rowlbOOOOOOOOOOOOOOlO;160000000000000010:row=l660000000000000100;16b0000000000000100:row= 16,9b0000000000001000;165,b0000000000001000:row=l 6,9b0000000000010000;16nb0000000000010000:16*16点阵显示试验报告 row= 1650000000000100000;160000000000100000:row=l 6,9b0000000001000000;169,b0000000001000000:r

10、ow v= 160000000010000000;1650000000010000000:row= 16,9b0000000100000000;IdbOOOOOOO100000000:row= 169,169,9,169,16,9default endcaseendendmodule:row=25d50000000)begincntv=25b0;clk=-clk; /Isendelsecnt=cnt+l;endalways (posedge elk)/试验箱输入50MHz行列计数子列扫描begincase(line)end4hl:begin=4h2;end4h2:begin row=169,9

11、h3;end4h3:begin5,h4;endend4h5:beginrow=16,9,9h6;end4h6:begin row=169,h7;end4nh7:begin16*16点阵显示试验报告row=16bl l;linev=4h8;end,9h9; end4h9:begin,5ha;endrow=16,5,9hc;end4hc:begin row=l 69,5hd; end4hd:begin row= 16b ;linev=4he;end4he:begin4hf:begin row=16,95,h0; enddefault:line selk sel2. sel3四个使能端选通点阵，EP

12、2C8Q208C8就会工作在给点阵下命令的状态，并 用line和row分别作为点阵的行、列选通端，最终使得点阵正常工作，如图图351输入输出端口电路输入、输出引脚安排设计如图352所示。MxlertanrcOrctcnLccrtcnIX）则，京 Gapl/OSiandjMRB,td 1Group1皿PIN_2331_N03.3A,LVTn(drfadt)2OJputPINJ39B3JI03.3* LVTTlh【J.Q3o MOutcul矶137J：,.：3.X LEI 依Mt)I c ：.：4eiOiput或串B3J103.3XLvm(JeJQ*5杼F。OutputPW_134LVTT1 (d

13、eadt)Ria6w15QUDUt印X81J1L3.3VLVTTL(deadtra*D5.Q7&力4彳BIJU3.3ALV7Tl(drfajt)Iro*flS.o-.：Q rowflSOUDutP!N-41mua33VLVTTl(de/adO(C*15.09 5叼OutputPWJ9B1J1L；3.3-i LOTH (defadt)ro*lS.O10roM(nOudxjtP!N_35)BIJUfCM(15.O11“ 8刈OutputP(NJ301J1133 LVTTl defadgro wJOutputPtNJ3.3、LEI 婚必|ro15.0aroM(0OUDut阳 或）O4wtPW抬B3J

14、103.3* LVTTl23OUtDut叫J45*S3.ND3.3A LlfTTl (Orfadt)24政OJputFW卷3B3J1033、urn (drfsdg25Q 诏3OutputPfN_142 J83小。3.aiAfm (皿 t)25 m n&de图352引脚安排四、试验仿真及结论1 .模块仿真列扫描仿真波形列扫描仿真波形如图所示。图411列扫描仿真波形通过波形可以看到，仿真用1s的时钟信号触发，以列为单位的二极管以1s 为时间间隔一次被选中，而以行为单位的二极管始终被选通。例如，列信号选通 第一列时 全部行的二极管都是亮的，综合以上两个条件，得到的最终结果就是 第一列的二极管都是亮的。行扫描仿真波形行扫描仿真波形如图4.1,2所示。通过波形看到，行信号随着列扫描脉冲从第1行到第16行依次循环选通， 而列信号则随着列脉冲从第1列到第16列依次循环选通。程序中设置的行脉冲 周期为20ps,而列脉冲周期为1s,则被选通行的二极管全亮，并随着列信号的 循环而移动。2 .试验结论本次设计试验实现了 16*16点阵行和列的依次循环扫描，行、列内部扫描的 时间间隔均为1s,行列之间的循环周期为16So先开头行扫描，行扫描完成后列 再开头扫描，依次循环显示在点阵上。仿真结果与试验现象均说明白，程序设计的功能和时序根本无误，整个系统 功能已实现，试验目的根本到达。