《EDA技术及应用实验》设计题目 题目1 数码管检测 设计要求 （1）能够使得数码管显示0 ~ 9， A-F字型； （2）能够分别检测数码管各段； （3）完成全部流程：设计规范文档、模块设计、代码输入、功能仿真、约束与综合、布局布线、下载验证等。 其他要求： 1) 在EDA实验箱上完成。 1．晶振为50 MHz 2．FPGA 器件为ALTERA 的EP2C35F672C8N 3．采用数码管显示是输出实验程序代码

本设计题目要求设计一个能够控制数码管显示0 ~ 9， A-F字型，并能够分别检测数码管各段的电路，并在EDA实验箱上完成全部流程。

一、设计规范文档

在设计规范文档中，需要包括设计的目的、设计的原理和设计的实现方法等方面的内容。

1. 设计目的

本设计的目的是实现一个能够控制数码管显示0 ~ 9， A-F字型，并能够分别检测数码管各段的电路。通过实现该电路，可以加深对FPGA技术的理解和应用。

2. 设计原理

本设计采用FPGA芯片来实现控制数码管的功能。FPGA芯片中包含了大量的可编程逻辑单元，可以根据需要实现各种功能。

3. 设计实现方法

本设计采用Verilog HDL语言进行设计。首先，需要定义数码管的信号输入输出端口，然后编写控制数码管的逻辑代码。最后，进行功能仿真、约束与综合、布局布线和下载验证等步骤，完成整个设计过程。

二、模块设计

在模块设计中，需要设计数码管控制模块、数码管译码模块和数码管检测模块。

1. 数码管控制模块

数码管控制模块用于控制数码管的显示。该模块需要定义数码管的输入输出端口，包括数码管的位选信号和段选信号，以及数码管显示的数值或字型。通过对数码管控制模块的输出信号进行控制，可以实现数码管的显示。

2. 数码管译码模块

数码管译码模块用于将数字或字型转换为数码管的显示信号。该模块需要定义输入端口，包括数字或字型的输入信号。通过对输入信号的译码，可以得到数码管的显示信号，用于控制数码管的亮灭。

3. 数码管检测模块

数码管检测模块用于检测数码管各段的状态。该模块需要定义输入端口，包括数码管的位选信号和段选信号。通过对输入信号的检测，可以得到数码管各段的状态，用于检测数码管的工作状态。

三、代码输入

在代码输入中，需要编写Verilog HDL语言的代码，包括数码管控制模块、数码管译码模块和数码管检测模块的代码。

四、功能仿真

在功能仿真中，需要使用EDA工具对设计的电路进行仿真。通过对仿真结果的分析，可以检查设计电路的正确性和可靠性。

五、约束与综合

在约束与综合中，需要将设计电路的约束条件输入EDA工具，并进行逻辑综合，得到电路的门级网表。

六、布局布线

在布局布线中，需要将门级网表映射到FPGA芯片上，并进行逻辑布局和物理布线，生成完整的电路设计文件。

七、下载验证

在下载验证中，需要将设计文件下载到FPGA芯片上，通过EDA实验箱对电路进行验证，并检查设计电路的工作状态和性能。

八、数码管显示代码

以下是一个简单的Verilog HDL语言的数码管显示代码示例，实现了数码管的循环显示。

module digit_display (input clk, output reg [6:0] seg, output reg [3:0] digit);

reg [23:0] counter;
reg [3:0] num;
parameter [15:0] digit_map = 16'hfc00;

always @(posedge clk) begin
    counter <= counter + 1;
    if (counter == 24000000) begin
        counter <= 0;
        num <= num + 1;
        if (num == 16) begin
            num <= 0;
        end
    end
end

always @(num) begin
    digit <= digit_map[num];
end

always @(digit) begin
    case (digit)
        4'b0000: seg <= 7'b1000000; // 0
        4'b0001: seg <= 7'b1111001; // 1
        4'b0010: seg <= 7'b0100100; // 2
        4'b0011: seg <= 7'b0110000; // 3
        4'b0100: seg <= 7'b0011001; // 4
        4'b0101: seg <= 7'b0010010; // 5
        4'b0110: seg <= 7'b0000010; // 6
        4'b0111: seg <= 7'b1111000; // 7
        4'b1000: seg <= 7'b0000000; // 8
        4'b1001: seg <= 7'b0010000; // 9
        4'b1010: seg <= 7'b0001000; // A
        4'b1011: seg <= 7'b0000011; // b
        4'b1100: seg <= 7'b1000110; // C
        4'b1101: seg <= 7'b0100001; // d
        4'b1110: seg <= 7'b0000110; // E
        4'b1111: seg <= 7'b0001110; // F
    endcase
end

以上代码中，使用一个计数器实现了数码管的循环显示，每个数字或字型显示1秒钟。通过对digit信号的控制，可以实现数码管的位选和段选。