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1、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) -16X16字符發(fā)生器學(xué) 院 : 專(zhuān) 業(yè) :班 級(jí) :姓 名 : 學(xué) 號(hào) :指導(dǎo)教師 : 16X16字符發(fā)生器一設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1.設(shè)計(jì)任務(wù):利用實(shí)驗(yàn)箱上16X16點(diǎn)陣,設(shè)計(jì)字符發(fā)生器,可以循環(huán)顯 示預(yù)置字符:同心協(xié)力 發(fā)奮向上。 2.設(shè)計(jì)要求:(1)利用VHDL編寫(xiě)字符掃描驅(qū)動(dòng)電路; (2)設(shè)計(jì)一個(gè)可以自動(dòng)循環(huán)顯示8個(gè)字符的電路； 3編寫(xiě)預(yù)置字符的rom程序生成模塊接入電路。 行選線(xiàn)產(chǎn)生信號(hào)發(fā)光二極管顯示屏列選線(xiàn)產(chǎn)生電路EPROM存儲(chǔ)器地址計(jì)數(shù)器時(shí)鐘脈沖源設(shè)計(jì)思路：此電路由八進(jìn)制計(jì)數(shù)器，ROM和ADDRESS1這三局部構(gòu)成。ADDRESS1的作用是在時(shí)鐘clk的作用下將從ro

2、m中讀出的信號(hào)對(duì)應(yīng)正確的寫(xiě)在1616的點(diǎn)陣上。Reset是復(fù)位端，起復(fù)位作用。輸出addr4.1選中16X16LED點(diǎn)陣的對(duì)應(yīng)列，隨著addr4.1值得增加，從左往右依次選中點(diǎn)陣的各列addr0那么決定輸出是在高位還是在低位。FLEX10的lout0-7和hout0-7分別與LED點(diǎn)陣的低八位L0-7和高八位L8-15相連。八進(jìn)制計(jì)數(shù)器是在addr7.0輸出0-7的循環(huán)計(jì)數(shù)，由此輸出與ADDRESS1的輸出addr4.0共同作為rom的輸入地址，以此決定q7.0的輸出即ADDRESS1的DIN7.0的輸入，此八進(jìn)制計(jì)數(shù)器是由74LS160十進(jìn)制計(jì)數(shù)器修改得來(lái)的，輸出由原來(lái)十進(jìn)制的0-9循環(huán)輸出

3、變?yōu)榘诉M(jìn)制的0-7循環(huán)輸出。Rom是一個(gè)用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的具有讀寫(xiě)功能的的存儲(chǔ)器，在此電路中的作用是存儲(chǔ)“同心協(xié)力 發(fā)奮向上八個(gè)字.在addr7.0輸入相應(yīng)的地址時(shí)讀取rom中的相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后在輸出端q7.0輸出。在時(shí)鐘脈沖的作用下，地址計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，EPROM相對(duì)應(yīng)的地址單元中的代碼輸出，以驅(qū)動(dòng)列選通線(xiàn)產(chǎn)生電路。地址計(jì)數(shù)器同時(shí)又為行選通線(xiàn)產(chǎn)生電路。地址隨著地址計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值的變化，發(fā)光二極管顯示屏逐行掃描，顯示屏上顯示出字符或圖案。各模塊功能：1) ROM是只讀存儲(chǔ)器存放字符的代碼， 他是字符顯示器的核心部件。2發(fā)光二極管顯示屏用來(lái)顯示字符或圖案，他是由假設(shè)干發(fā)光二極管組成的點(diǎn)陣式顯示屏。 3)

4、ADDRESS1的作用是在時(shí)鐘clk的作用下將從ROM259*8中讀出的信號(hào)對(duì)應(yīng)正確的寫(xiě)在1616的點(diǎn)陣上。三 選擇器件與功能模塊1. 用來(lái)構(gòu)成輸出八進(jìn)制的74LS160十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(1) .74LS160器件圖 A. B.C.D 為輸入端; LDN為置數(shù)端;ENT與ENP為使能控制端;CLRN為置零端; RCO為進(jìn)位輸出端; QA.QB.QC.QD為輸出端;CLK為脈沖信號(hào)輸入端.(2). 74160內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.74160功能表CPCLRN(RD非)LDN(LD非) EP ET工作狀態(tài)X0X X X置零10 X X預(yù)置數(shù)X11 0 1保持X11 X 0保持(C=0)11 1 1計(jì)數(shù)(4).

5、八進(jìn)制計(jì)數(shù)器真值表CPQ3Q2Q1Q000000100012001030011401005010160110701115用74160構(gòu)成的8進(jìn)制計(jì)數(shù)器原理圖6.八進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)序仿真圖仿真分析:由仿真圖分析可知,輸出a,b,c將從000一直變化到111,即一個(gè)脈沖周期結(jié)束返回,由此可證明此接法正確為八進(jìn)制計(jì)數(shù)器.2說(shuō)明: CLK為時(shí)鐘輸入端口; RESER為置零端; DIN7.0為接受ROM數(shù)據(jù)信號(hào)端口; AD4.0為片選地址輸出; HOUT7.0,LOUT7.0分別為高八位斷驅(qū)動(dòng)和低八位短驅(qū)動(dòng).Address1設(shè)計(jì)程序：LIBRARY IEEE;USE IEEE.std_logic_1164.

6、ALL;USE IEEE.std_logic_unsigned.ALL;ENTITY address1 ISPORT( clk,reset:IN STD_LOGIC; ad :OUT STD_LOGIC_VECTOR(4 downto 0); din:in STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); hout,lout:out STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0);END address1;ARCHITECTURE a OF address1 ISBEGIN process(clk,din,reset) VARIABLE Q1:STD_LOGIC_VECTO

7、R(4 DOWNTO 0); BEGIN IF CLKEVENT AND CLK=1THEN IF RESET=0OR(Q1=11111)THEN Q1:=00000; ELSE Q1:=Q1+1; END IF; END IF; CASE Q1(0)IS WHEN 0= LOUT=din; HOUT0); WHEN 1= HOUT=din; LOUT0); WHEN OTHERS= null; END CASE; ad=Q1; END PROCESS;END a;模塊功能：地址選擇器包含行選線(xiàn)產(chǎn)生電路和列選線(xiàn)產(chǎn)生電路，從ROM中選擇相應(yīng)的地址輸出。Clk為掃描時(shí)鐘脈沖，控制掃描速度的快慢；R

8、ESET為復(fù)位端，只有在RESET為高電平的情況下，在脈沖上升沿到來(lái)時(shí)，ad計(jì)數(shù)，其中ad4.1輸出掃描驅(qū)動(dòng)信號(hào)，接入掃描片選端，依次選中LED點(diǎn)陣的各列，din輸入字符存儲(chǔ)器中每個(gè)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)，hout7.0控制LED點(diǎn)陣的高八位lout7.0 控制LED點(diǎn)陣的低八位，din中存儲(chǔ)器中調(diào)用的數(shù)據(jù)模塊分別由hout7.0或lout7.0輸出，在LED點(diǎn)陣中經(jīng)掃描顯示字符。仿真圖： 3.用來(lái)存儲(chǔ)字符的ROM256X8存儲(chǔ)器(1) ROM的說(shuō)明 在設(shè)計(jì)ROM時(shí),根據(jù)ROM的大小,我們可以采用不同的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì),比方4x8,8x8或256x8的ROM可以采用數(shù)組描述或WHEN-ELSE.然而數(shù)

9、組描述ROM在面積上是最有效的,在用數(shù)組描述時(shí),常把數(shù)組常量的ROM放在一個(gè)程序包中,這種方法可以提供ROM的重用,在程序包中應(yīng)當(dāng)用常量定義ROM的大小.而用WHEN-ELSE描述一個(gè)ROM,它確實(shí)是最直觀(guān)的,它是類(lèi)似查表的方法來(lái)設(shè)計(jì)的,本次設(shè)計(jì)就是一個(gè)用WHEN-ELSE設(shè)計(jì)的256x8的ROM.(2).存入ROM中的數(shù)據(jù)(文本格式.mif)width=8;depth=256;address_radix=hex;data_radix=hex;content begin00:00;01:00;02:fe;03:ff;04:02;05:00;06:02;07:00; -tong08:92;09:

10、3f;0a:92;0b:10;0c:92;0d:10;0e:92;0f:10;10:92;11:10;12:92;13:10;14:92;15:10;16:da;17:3f;18:02;19:40;1a:02;1b:80;1c:ff;1d:7f;1e:02;1f:00;20:00;21:00;22:00;23:00;24:00;25:04;26:00;27:02; -xin28:c0;29:01;2a:00;2b:00;2c:f0;2d:3f;2e:01;2f:40;30:02;31:40;32:1c;33:40;34:08;35:40;36:00;37:07; 38:00;39:70;3a:

11、80;3b:00;3c:80;3d:00;3e:00;3f:07;40:10;41:00;42:10;43:00;44:ff;45:ff;46:10;47:00; -xie 48:10;49:04;4a:80;4b:03;4c:00;4d:40;4e:10;4f:20;50:10;51:1c;52:ff;53:03;54:10;55:00;56:10;57:40; 58:10;59:80;5a:f8;5b:7f;5c:90;5d:00;5e:00;5f:03;60:10;61:80;62:10;63:80;64:10;65:80;66:10;67:60; -li 68:10;69:18;6a:

12、ff;6b:07;6c:10;6d:00;6e:10;6f:00;70:10;71:00;72:10;73:00;74:10;75:20;76:10;77:40; 78:10;79:80;7a:10;7b:40;7c:f8;7d:3f;7e:10;7f:00;80:08;81:01;82:08;83:01;84:08;85:01;86:99;87:00; -fen88:88;89:ff;8a:ff;8b:49;8c:28;8d:49;8e:18;8f:49;90:0f;91:7f;92:18;93:49;94:28;95:49;96:48;97:49; 98:88;99:ff;9a:88;9b

13、:00;9c:8c;9d:01;9e:88;9f:00;a0:10;a1:40;a2:10;a3:20;a4:18;a5:90;a6:16;a7:88; -faa8:10;a9:46;aa:90;ab:41;ac:f0;ad:23;ae:9f;af:14;b0:90;b1:08;b2:90;b3:14;b4:92;b5:22;b6:94;b7:21; b8:10;b9:40;ba:10;bb:c0;bc:18;bd:40;be:10;bf:00;c0:f8;c1:ff;c2:08;c3:00;c4:08;c5:00;c6:cc;c7:1f; -xiang c8:4a;c9:08;ca:49;c

14、b:08;cc:48;cd:08;ce:48;cf:08;d0:48;d1:08;d2:48;d3:08;d4:48;d5:08;d6:e8;d7:1f; d8:48;d9:40;da:08;db:80;dc:fc;dd:7f;de:08;df:00; e0:00;e1:80;e2:00;e3:80;e4:00;e5:80;e6:00;e7:80; -shang e8:00;e9:80;ea:00;eb:80;ec:00;ed:80;ee:ff;ef:ff;f0:20;f1:80;f2:20;f3:80;f4:20;f5:80;f6:30;f7:80;f8:20;f9:80;fa:00;fb:

15、80;fc:00;fd:c0;fe:00;ff:80;end;(2) 由VHDL編譯生成的ROM256X8存儲(chǔ)器圖 1616掃描LED點(diǎn)陣的工作原理同8位掃描數(shù)碼管類(lèi)似。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。所以其掃描譯碼地址需4位信號(hào)線(xiàn)。 2864E2PROM存貯器是電可擦除/編程的只讀存貯器，容量為8k8bit ,有13位并行地址線(xiàn)和8位并行數(shù)據(jù)線(xiàn)，而一個(gè)完整的字符所需的存貯容間為32字節(jié)即328 bit，也就是說(shuō)2864最多可連續(xù)存256個(gè)1616點(diǎn)陣字形。存貯方式可事先約定好.ROM仿真圖仿真分析：從仿真結(jié)果可得：00：20; 01:80; 02:20; 03:

16、40；04：20；05：20；06：20.與ROM的程序中的地址和信息是對(duì)應(yīng)的，由此可知此模塊是正確的，可以使用。五.總體設(shè)計(jì)電路圖 1.工作情況：將74LS160十進(jìn)制計(jì)數(shù)器變?yōu)榱税诉M(jìn)制的計(jì)數(shù)器。在輸入clk1的作用下在輸出端輸出000-111的地址數(shù)據(jù)。八進(jìn)制輸出的地址數(shù)據(jù)與ADDRESS1的輸出addr4.0共同作為了存儲(chǔ)器ROM的地址輸入。此輸入地址選定了存儲(chǔ)器中在該地址上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。然后將數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器的輸出端q7.0輸出。存儲(chǔ)器的輸出作用下輸出的addr4.1決定了輸出結(jié)果在1616的點(diǎn)陣上列循環(huán)掃描。而addr0那么決定著輸出在1616的點(diǎn)陣上的行掃描，也即輸出時(shí)在低位lout還是

17、在高位hout。 總體上說(shuō)來(lái)就是計(jì)數(shù)器提供局部地址，而ROM是一個(gè)字符的存儲(chǔ)庫(kù)，ADDRESS1那么是決定著要輸出的字符如何在1616的點(diǎn)陣上掃描輸出。 2.模塊間的連接關(guān)系：計(jì)數(shù)器的輸出連接在 ROM2598的地址輸入端，ROM2598的輸出q7.0連接在 ADDRESS1的din7.0端。 ADDRESS1的輸出addr4.0又回到了ROM2568的地址輸入端。1.時(shí)序仿真結(jié)果仿真分析:RESET接低電平;CLK1為CLK的10倍,當(dāng)CLK1第一個(gè)上升沿未到來(lái)時(shí),列選信號(hào)輸出端為00,即點(diǎn)陣第一列選通,此時(shí)LED低八位L7L4為1110十六進(jìn)制為E,L3L0為0000十六進(jìn)制為0;LED高

18、八位L15L12為0000十六進(jìn)制為0,L11L8為0000十六進(jìn)制為0.由此可推斷模擬結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求.2. 管腳分配圖3實(shí)驗(yàn)連線(xiàn)管腳編號(hào)管腳定義管腳編號(hào)管腳定義22Clk39hout423Clk147hout524reset48hout625addr049hout727addr150lout028addr251lout129addr352lout230addr453lout335hout054lout436hout158lout537hout259lout638hout360lout7 clk驅(qū)動(dòng)器ADDRESS1時(shí)鐘信號(hào)輸入端,頻率f=500hzClk1計(jì)數(shù)器74160時(shí)鐘信號(hào)輸入端.頻

19、率F=5KHZreset驅(qū)動(dòng)器ADDRESSS1置零端,低電平有效Lout7.0點(diǎn)陣低八位數(shù)據(jù)輸入端Hout7.0點(diǎn)陣高八位數(shù)據(jù)輸入端Addr4.0點(diǎn)陣列選地址控制端將CLK1端接時(shí)鐘輸出，并使輸入頻率約為8KHZ，CLK端接輸入頻率約為100HZ的時(shí)鐘信號(hào); addr4.0接顯示模塊的SEL0,SEL1,SEL2,SEL3;LOUT7.0和HOUT7.0分別與LED輸入端L15-L0的低8位和高8位L8L15相連.連接好后翻開(kāi)開(kāi)關(guān)，接上連接線(xiàn)進(jìn)行下載。實(shí)驗(yàn)完成后，led點(diǎn)陣隨著clk1的變化逐次顯示“同心協(xié)力 發(fā)奮向上 八個(gè)大字。六心得體會(huì) 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)我感觸很深，這是我做的第一次課程設(shè)

20、計(jì)，從開(kāi)始到結(jié)束到是在匆匆忙忙的生活中度過(guò)的，在這三個(gè)星期的日子里，可以說(shuō)是苦多于甜，但是可以學(xué)的到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以穩(wěn)固以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加深了對(duì)EDA的了解，讓我對(duì)它有了更加濃厚的興趣。在編輯模塊過(guò)程中我遇到很多問(wèn)題，所以慢慢的很少討論問(wèn)題的我跟同學(xué)對(duì)設(shè)計(jì)的交流成了家常便飯，在整個(gè)過(guò)程中雖然付出了很多的努力，當(dāng)看到顯示頻上不斷跳出自己設(shè)計(jì)的字符時(shí)我覺(jué)得任何困難都值得，一種成就感尤然而聲。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)

21、論，才能真正為社會(huì)效勞，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的缺乏之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。總的來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)的字符發(fā)生器還是比擬成功的，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后在老師的辛勤的指導(dǎo)下游逆而解，終于覺(jué)得平時(shí)所學(xué)的知識(shí)有了實(shí)用的價(jià)值，到達(dá)了理論與實(shí)際相結(jié)合的目的，不僅學(xué)到了不少知識(shí)，而且鍛煉了自己的能力，使自己對(duì)以后的路有了更加清楚的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，對(duì)未來(lái)有了更多的信心。在這次實(shí)驗(yàn)中有同學(xué)老師對(duì)我給予了很大的幫助，最后我向他們表示衷心的感謝，在完成這次實(shí)驗(yàn)后我想對(duì)大家說(shuō)“我們的未來(lái)不是夢(mèng)！ 七附錄 目 錄一 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求-1二 總體框圖-1三 器件選擇與功能模塊-2用來(lái)構(gòu)成輸出八進(jìn)制的74LS160模塊-2-5用來(lái)存儲(chǔ)字符的ROM256X8存儲(chǔ)器-7四 16X16點(diǎn)陣模塊-10五 總體設(shè)計(jì)圖-11六 心得體會(huì)-14附錄