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kok真人:幼梅哥和你沿路深化研习FPGA之数码管动态扫描(上)

发布时间:2021-11-26 12:49:36 来源:kok直播 作者:kok直播网页版

  正在电子体系中,通俗都必要有输出装备来输出或显示必然的音信,以指示如今体系运转的状况。正在以单片机和则由于其怪异的硬件组织,假使用RTL级电道来驱动彩色液晶屏来显示必然的数据,势必诟谇常不划算的挑选,况且驱动也极为繁复。数码管行为一种不妨直观显示必然数据音信的输出装备,拥有驱动浅易,显示直观的特质,加倍适合行为

  实行6位7段数码管的驱动,待显示数据以BCD体式输入。数码管革新时钟为1KHz。试验行使了4个独立按键行为输入,通过按键来转变必要数码管显示的数据,以验证数码管驱动的精确性,同时也可考验独立按键消抖模块的牢靠性。

  数码管所谓的动态扫描,即是诈骗人眼的视觉暂留个性,正在人眼能诀其余蜕化速率以表,神速分时的点亮各个数码管对应的段。由于阔别点亮所少有码管一次所用光阴幼于人眼的视觉暂留,以是,正在人们眼里看来,这些数码管都是同时接连点亮的,并不会有闪光的感应。

  闭于数码管的完全道理,请行家网上查阅,幼梅哥一幼我精神有限,没门径正在这里从最低层的道理给行家一步一步讲起,假使行家有不明晰的,请自行百度。这里幼梅哥就用最浅易粗暴的方法给行家浅易先容一下。

  上图为3位7段数码管的等效电道图,正在这个图中,能够清楚的看到24个发光二极管被分为了三组,每一组的8个发光二极管正极被接正在了沿道,通过一个三极管与VCC相连。三极管的基极联贯到了FPGA的IO上,以是,只必要FPGA对应的IO上给出低电平,三极管便会导通。而三组LED中全数的无别编号的LED的负极被联贯正在了沿道,并接到了FPGA的IO上。假使咱们生气将最左边一组的led0、led5、led7三个编号的led灯点亮,其它led不亮,则只必要给Q0的基极(sel0)联贯上低电平,并将led0、led5、led7的负极(a、f、h)联贯上低电平,其它全数端口都输出高电平,则最左边一组的对应的三个led灯就会被点亮,而其它led则会处于熄灭状况。

  假使咱们必要正在三秒光阴内,告终以下三次操作:第一次操作,点亮最左边一组led灯的led0、led5、led7;第二次操作,点亮中央一组led灯的led1、led2、led3;第三次操作,点亮最右边一组led灯的led2、led4、led6;那么咱们只必要依据如下表格中列出的真值表操作即可:

  依据以上表格,咱们就能晓得该奈何操作了,只必要正在区其余光阴给各个IO区其余电平,便能实行咱们念要的亮灭组合。以上咱们是以1秒为单元举办led组的切换的,假使咱们将切换速率加疾,变为1毫秒一概换,会是什么处境呢?正在1毫秒一概换的速率下,告终全数操作所需光阴为3ms,远远赶过了咱们人眼所能辨识的蜕化速率界限。假使咱们让以上三个操作始终轮回的举办下去,那么咱们将瞥见三组led灯中,咱们点亮的那几个led是同时且不断处于亮着的状况的,这便是动态扫描的道理,假使咱们把每个led做成一个长条型的,并依据如下形式摆放,便即是咱们常见的数码管了。

  图2-2只是一个为了讲述数码管道理简化了的电道模子,常见的数码管电道组织如下图所示:

  正在这个图中,共有6位数码管,每个数码管的正极被接正在一个驱动三极管上,三极管的基极联贯到三八译码器的Y端,则FPGA只必要三个引脚就可最多负责8个数码管的位选。数码管的段选正在串接了470欧姆的电阻后与FPGA的IO相连。这里470欧姆的电阻首要起到限流的效率,保障流过数码管的电流正在寻常界限内。

  本试验由总共四个模块构成,阔别为数码管驱动模块、独立按键检测模块、负责模块和顶层模块,其架构如下:

  由图可知本试验有1个输出端口,对应驱动了38译码器的三个挑选端和数码管的8个段选脚。6个输入端口,对应了4个独立按键输入和一个时钟输入以及一个复位输入。注意端口名及其事理如下

  本试验中,数码管的驱动采用了组合逻辑译码的方法举办,完全将正在代码解读时疏解。

  试验中还打算了一个负责器,该负责器首要通过读取按键音信来转变待数码管待显示的数据实质。

  按键检测局限行使前一节开荒的独立按键的驱动,以是这里不举办过多的领悟先容。

  由于数码管属于低速装备,其寻常的扫描频率为500~10KHz,扫描频率太疾,会导致体系功耗增进,显示成果变暗。扫描频率太慢,会有清楚的闪光感。本试验通过调试侦察,挑选以1KHz行为扫描频。