Basys3开发板共阴数码管显示实验指南

"共阴数码管对应的码值表-nachos中文教程" 在电子工程领域，尤其是在数字显示系统中，共阴数码管是一种常见的显示设备，它用于构成数字和字母的可视化表示。本教程主要关注如何在Basys3开发板上使用共阴数码管进行动态显示。Basys3是一款基于FPGA的开发平台，常用于教学和实验，其上的数码管通常由多个独立的段组成，通过控制每个段的亮灭来显示不同的数字。 共阴数码管的名称来源于它的工作原理：当一个段的阴极接地（即阴极为低电平）时，该段才会被点亮。因此，要显示特定的数字，就需要在对应的阳极（段控制线）上施加高电平。表6.1列出了共阴数码管显示每一位数字0到9所需的码值，其中1表示需要施加高电平，0表示保持低电平。 例如，要显示数字'1'，需要使a、b、c、d、g段为高电平，而e、f、dp段为低电平，对应的码值就是0x3F。对于其他数字，码值也会有所不同。掌握这个码值表是控制共阴数码管的基础。 在Vivado环境下，设计者可以创建自定义IP核来实现对数码管的控制。Vivado是一款强大的FPGA设计工具，它支持从高层次的语言（如Verilog或VHDL）到硬件描述，再到最终的配置文件生成的完整设计流程。通过编写Verilog或VHDL代码，设计者可以定义一个模块来处理数码管的段驱动，这个模块会接收一个数字输入并输出对应的段控制信号。 在Basys3开发实验中，通常会按照以下步骤进行： 1. 熟悉VIVADO编译环境：学习Vivado的基本操作，包括项目创建、源代码管理、综合和仿真等。 2. 组合逻辑电路设计：设计基本的逻辑门和组合逻辑电路，如加法器、编码器、译码器等，这些是数码管显示控制器的基础。 3. 时序逻辑电路设计：理解寄存器和计数器等时序逻辑器件，它们在数码管动态扫描显示中的作用至关重要。 4. 状态机设计：构建状态机来控制数码管的显示，实现动态扫描，减少所需硬件资源并提高显示效果。 5. 模块化调用：编写可复用的数码管驱动模块，便于在不同项目中集成。 6. 数码管显示实验：具体实现数码管显示功能，根据码值表设置段控制信号，通过动态扫描技术显示指定数字。 7. 交通灯、秒表、蜂鸣器演奏等实验：进一步提升对FPGA和VHDL/Verilog的理解，将数码管控制与其他系统结合。 8. 字符型LCM驱动：扩展到字符型液晶显示屏的驱动，涉及更复杂的接口和数据传输。 9. VGA显示：如果开发板支持，还可以尝试生成VGA视频信号，实现图形化的显示。 在进行这些实验时，需要注意防止静电损伤、正确连接电源和输入/输出，以及遵循开发板的使用规定，以确保实验的顺利进行和设备的安全。通过这一系列实验，学生不仅可以掌握FPGA设计的基本技能，还能深入理解数字系统的工作原理。