基于vhdl八位数码管显示编程矩阵键盘控制

时间: 2024-01-06 10:07:03 浏览: 36
以下是基于VHDL的八位数码管显示和矩阵键盘控制的程序。该程序实现了通过矩阵键盘输入数字,并在数码管上显示对应的数字。 ```vhdl -- 数码管显示模块 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.numeric_std.all; entity LED_Display is port ( clk : in std_logic; -- 时钟信号 reset : in std_logic; -- 复位信号 data : in std_logic_vector(7 downto 0); -- 显示数据 an : out std_logic_vector(7 downto 0); -- 数码管位选 seg : out std_logic_vector(7 downto 0) -- 数码管段选 ); end entity; architecture Behavioral of LED_Display is signal cnt : unsigned(2 downto 0) := (others => '0'); -- 计数器 begin process (clk, reset) begin if reset = '1' then cnt <= (others => '0'); -- 复位 an <= (others => '1'); -- 关闭所有数码管 seg <= (others => '0'); -- 清空段选 elsif rising_edge(clk) then cnt <= cnt + 1; -- 计数器加1 if cnt = 8 then cnt <= (others => '0'); -- 计数器溢出时清零 end if; an <= not std_logic_vector(shift_left(unsigned(to_unsigned(1, 8)), to_integer(cnt))); -- 按位选通数码管 seg <= "0111111" when data = "00000000" else -- 显示0 "0000110" when data = "00000001" else -- 显示1 "1011011" when data = "00000010" else -- 显示2 "1001111" when data = "00000011" else -- 显示3 "1100110" when data = "00000100" else -- 显示4 "1101101" when data = "00000101" else -- 显示5 "1111101" when data = "00000110" else -- 显示6 "0000111" when data = "00000111" else -- 显示7 "1111111" when data = "00001000" else -- 显示8 "1101111" when data = "00001001" else -- 显示9 "0000000"; -- 显示空 end if; end process; end architecture; -- 矩阵键盘扫描模块 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity Matrix_Keypad is port ( clk : in std_logic; -- 时钟信号 reset : in std_logic; -- 复位信号 row : out std_logic_vector(3 downto 0); -- 行扫描 col : in std_logic_vector(3 downto 0); -- 列检测 key : out std_logic_vector(7 downto 0) -- 按键状态 ); end entity; architecture Behavioral of Matrix_Keypad is signal row_cnt : unsigned(2 downto 0) := (others => '0'); -- 行扫描计数器 signal key_buf : std_logic_vector(7 downto 0) := (others => '1'); -- 按键状态缓存 begin process (clk, reset) begin if reset = '1' then row_cnt <= (others => '0'); -- 复位 key_buf <= (others => '1'); -- 清空按键状态缓存 row <= "1110"; -- 选中第一行 elsif rising_edge(clk) then row_cnt <= row_cnt + 1; -- 行扫描计数器加1 if row_cnt = 4 then row_cnt <= (others => '0'); -- 行扫描计数器溢出时清零 end if; case row_cnt is when "000" => row <= "1110"; -- 选中第一行 when "001" => row <= "1101"; -- 选中第二行 when "010" => row <= "1011"; -- 选中第三行 when "011" => row <= "0111"; -- 选中第四行 when others => row <= "1110"; -- 默认选中第一行 end case; key_buf(0 to 3) <= key_buf(4 to 7); -- 移位,丢弃最早检测到的按键状态 key_buf(4) <= col(0); -- 更新按键状态 key_buf(5) <= col(1); key_buf(6) <= col(2); key_buf(7) <= col(3); key <= key_buf; -- 输出按键状态 end if; end process; end architecture; -- 顶层模块 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity Top is port ( clk : in std_logic; -- 时钟信号 reset : in std_logic; -- 复位信号 col : in std_logic_vector(3 downto 0); -- 列检测 data : out std_logic_vector(7 downto 0) -- 显示数据 ); end entity; architecture Behavioral of Top is signal key : std_logic_vector(7 downto 0); -- 按键状态 begin LED_Display_inst : entity work.LED_Display port map ( clk => clk, reset => reset, data => data, an => "11111110", -- 数码管共阳极连接到VCC seg => seg ); Matrix_Keypad_inst : entity work.Matrix_Keypad port map ( clk => clk, reset => reset, row => row, col => col, key => key ); process (key) begin case key is when "11101110" => data <= "00000000"; -- 按下1键 when "11011110" => data <= "00000001"; -- 按下2键 when "10111110" => data <= "00000010"; -- 按下3键 when "01111110" => data <= "00000011"; -- 按下A键 when "11101101" => data <= "00000100"; -- 按下4键 when "11011101" => data <= "00000101"; -- 按下5键 when "10111101" => data <= "00000110"; -- 按下6键 when "01111101" => data <= "00000111"; -- 按下B键 when "11101011" => data <= "00001000"; -- 按下7键 when "11011011" => data <= "00001001"; -- 按下8键 when "10111011" => data <= "00001010"; -- 按下9键 when "01111011" => data <= "00001011"; -- 按下C键 when "11100111" => data <= "00001100"; -- 按下*键 when "11010111" => data <= "00001101"; -- 按下0键 when "10110111" => data <= "00001110"; -- 按下#键 when "01110111" => data <= "00001111"; -- 按下D键 when others => data <= "00000000"; -- 默认显示0 end case; end process; signal seg : std_logic_vector(7 downto 0); -- 数码管段选 signal row : std_logic_vector(3 downto 0); -- 行扫描 begin end architecture; ``` 在该程序中,LED_Display模块实现了八位数码管的显示,Matrix_Keypad模块实现了矩阵键盘的扫描和按键状态的输出,Top模块将两个模块连接起来,并根据按键状态输出相应的数字到数码管上显示。需要注意的是,该程序使用共阳极的数码管,如果使用共阴极的数码管,需要修改LED_Display模块中的数码管位选信号的计算方式。同时,矩阵键盘的行和列连接方式也需要根据具体硬件进行调整。

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